下行MIMO信道下结合随机波束赋形和波束内SIC技术的NOMA技术:
3G中的cdma2000和WCDMA基于DS-CDMA,接收机应用简单的单用户检测例如Rake接收。
3.9G和4G中应用OFDMA,SC-FDMA,结合信道感知和时频域调度以及接收机端简单的单用户检测技术,在分组域中达到更好的系统性能。
为了让非正交技术更具发展潜力,应该结合先进的发送接收技术,如DPC和SIC,不同于3G。
3G缺陷:非正交多用户复用技术应用一个简单的扩频码作为信道化码,结合SIC后不能充分利用非正交性所具有的潜能。
本文假设:基本传输信号的产生基于OFDM,包括DFT-spread OFDM,具有对抗多径干扰的鲁棒性。
信道化主要通过可达容量的信道码,如Turbo code,LDPC code。
因此,非正交用户复用形成了叠加编码。
LTE/LTE-A中,MIMO下行链路中,广播信道是非退化的,因此应用SIC叠加编码并不是最优的,且应该应用DPC达到整个多用户容量区域。
但是DPC实际部署相当困难,对CSI反馈时延敏感,并且为了达到多用户容量区域,需要employ依赖用户的波束成形(预编码),这相应的导致参考信号信令开销增大,降低DPC时的系统吞吐量增益。
MIMO下行链路中应用SIC技术:发送波束个数=发送天线个数。
波束内叠加编码,参考信号个数=发送天线个数。
用户终端:波束间干扰通过多个接收机天线的空间滤波来抑制。
再接着进行SIC去除同一波束内的用户间的干扰。
即波束内SIC。
空间滤波后,一个波束内的多个叠加的用户的信道是退化的,因此SIC实现比DPC实现要容易,且对信道变化更有鲁棒性。
任何类型的波束成形矩阵决定标准都可以用于NOMA波束内叠加编码和SIC。
本文应用开环随机波束成形,随机波束成形可有效降低CSI反馈。
NOMA+random beamforming+intra-beam SIC:
基站performs MIMO传输,B个波束,B(波束个数)<=M(天线个数)
Random Beamforming:基站为下一次传输随机决定beamforming(precoding)matrix(不需要来自用户的反馈);在真正的数据传输之前,基站对于特定的波束传输下行参考信号,RS 个数=B(波束个数),RS波束成形于相应的预确定的波束向量;利用第b个参考信号,在用户终端k上得到H kf m fb的估计值,对所有B个波束利用这个估计值,空间滤波向量V kfb被计算出来,V kfb和H kf m fb,等价信道增益g kfb也得到(见论文公式6或者笔记),对于user k,波束b频率块f上的SINR kfb=g kfb P b,user k反馈这个SINR kfb给相应的服务基站;基站根据这
个SINR kfb执行多用户调度(调度相应的SINR值在阈值内的用户);对于调度的用户集合,利用预确定的波束向量传输数据信息。
因为随机波束成形只需要SINR 反馈,与闭环波束成形例如基于码本的或者基于确定信道反馈的策略相比,反馈开销大大降低。
个人理解后的解释:每个波束有自己特定的参考信号,参考信号发出后,所有的用户都会接收到这个参考信号,用户反馈SINR,SINR最大的那个用户,就可以在这个相应的波束内传输,即该波束就可以调度该用户。
仿真多小区下行链路中用户吞吐量的分布。
本论文扩展[13]中的PF scheduler ,资源分配策略选出用户集合和相应的功率分配集合为波束b,frequency block f,服从的标准:。