LTE调度器调度时对资源的分辨是一个子帧中两个时隙的两个资源单元,而不是以资源单元为单位
MIMO模块。把调制后的符号映射为每根天线发送所需要的信号。MIMO模块的实现流程是,先进行层映射然后进行预编码处理。层映射是通过子函数layer_mapping.m实现的,预编码处理可以选择基于码本的和非基于码本的,对于非基于码本的,用求的的预编码矩阵相乘层映射后的矩阵即可,对于基于码本的情况,根据求的的预编码索引矩阵从已经存在的码本中查询到相应的预编码矢量即可。
Resource mapping and de-mapping 模块。资源映射模块,即把预编码后的信号映射到时频资源块上,然后做Ifft,加上循环前缀后得到每根天线的发射序列。而逆映射模块即是上述的逆过程,即将得到的接收序列依次去循环前缀,做fft变换。
Channel 模块。
Rx-detector 模块。该模块实现在使用多天线的情况下,通过接收天线接收到得信息序列,通过MMSE或者MRC算法得到每根接收天线对应的信息序列。在秩为1时,采用MRC算法,当秩>1时,采用MMSE算法。
信道估计模块的主要作用是在接收端对信道进行估计,并得到估计信道矩阵,模块中的信道估计分理想信道估计和非理想信道估计,理想信道估计是假设在接收端信道已知,非理想信道估计则采用了基于维纳滤波的MMSE准则估计算法。
HARQ 模块
1.2链路级仿真流程图
链路级仿真流程图
2.链路到系统级的映射
系统级仿真的难点之一是如何获得所有终端和基站/接入点之间的无线链路性能,对每条链路都进行链路级仿真的复杂度和耗时都是巨大的,因而不切实际。通常的做法是建立L-S接口,如图5.1所示。通过链路级仿真,预先建立各种调制编码方案(MCS)在AWGN信道下的误码率性能查找表,根据LEP模型预测能力的不同,查找表建立时要考虑到调制模式、编码方式、码长、码率和信道类型等因素中的某一些或全部。在系统级仿真时,链路测量模型考虑大、小尺度衰落、路径损耗、阴影衰落、小区间干扰、功率分配、无线资源分配和收发机预处理和后处理等多种因素后,计算出链路当前的SINR值(标量或矢量),L-S接口按照系统的特点将该SINR值映射为一个有效SINR值(标量),再由有效SINR值查找链路级查找表,得到BER、BLER等链路级性能指标,然后将它们作为链路当前SINR值对应的误码率反馈给系统级仿真器,这样大大降低了系统级仿真的复杂度。
系统级仿真器大、小尺度衰落路径损耗阴影衰落小区间干扰功率分配链路测量模型无线资源分配收发机预处理收发机后处理瞬时SINRL2S接口:链路差错预测模型将瞬时SINR映射为有效SINR瞬时误码率有效SINR链路级仿真器调制模式、编码方式、码长、码率、信道类型误码率
图5.1 链路级到系统级的接口
从链路当前SINR到有效SINR的映射是L-S接口精确性的决定性因素。对于传统的单载波系统来说,链路当前SINR是一个标量,有效SINR映射是其它信道类型到AWGN信道的SINR等效过程。对于以多载波和多天线传输为重要特点的B3G/4G系统而言,瞬时SINR是一个向量,要通过有效SINR映射将其压缩映射为一个标量,增加了有效SINR映射的难度。
OFDM系统的性能分析主要采用两种链路到系统级映射方法:指数有效信噪比映射(EESM)和互信息有效信噪比映射(MI-ESM) 。EESM 是一种非常简单且易于实现的方法,当使用它的时候,一个终端的所有子载波都必须使用相同的调制和编码方式;而MI- ESM 是一种更高级的映射方法,它不会要求一个终端的所有子载波都使用相同的编码调制方式。这两种方法都是基于有效信噪比映射(ESM)的思想,目的是要找到一个压缩函数把一组不同
的SINR序列映射成一个单一的有效SINR值,然后通过这个值就能够查表得到BLER值。二者的主要差别是使用的信息测度函数不一样。
有效 SINR 映射(ESM)的基本原理是将多个OFDM 子载波的SINR 值{ } k γ 映射成一个有效的SINR 值eff γ ,然后用这个有效的SINR 值从一条基本的AWGN 链路级性能曲线上查找到BLER 的估计值。目前在3G LTE 的研究中主要使用的是EESM 映射方法
3.系统级仿真平台
系统级仿真基于链路级仿真,可分为静态仿真和动态仿真2 类。静态仿真的原理是采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法:在特定配置下,静态仿真产生不同的场景(快照)并通过迭代过程达到稳定状态。通过获得足够多次的快照可获得系统平均性能。在静态仿真中时间是固定的,因此仿真速度较快,仿真也比较容易。静态仿真不能仿真RRM 算法,因为这些算法都是与时间相关的。动态仿真更适合于模拟真实系统的运行,比静态仿真更加准确但更复杂,同时也需要更多的时间搭建及运行。在动态系统级仿真中,网络元素(包括传播环境)和算法都必须按照其功能和要求建模。系统级性能与很多因素有关,例如系统结构、参数选择、用户特性和业务特性等。RRM(无线资源管理)算法也对系统级性能起着至关重要的作用,例如接入控制、功率控制、资源分配算法和切换策略等。
本论文根据3GPP协议TR 25.814,25.892的要求和参数,设计建立了一个基于Matlab的LTE系统级仿真平台。仿真器包括多小区建立,用户移动模型,Wrap-around,链路级映射,信道衰落模型,AMC,HARQ,分组调度等部分。该平台采用连续的时间驱动的动态仿真机制,按照固定的时隙工作,更新用户的位置,信道衰落,干扰水平,对用户进行实时的调度,其系统级仿真框架如图1 所示。