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自适应OFDM系统中一种反馈压缩新方法-南京邮电大学学报(自然
自适应OFDM系统中基于压缩感知的反馈压缩新方法高欢芹1 宋荣方1,2
(1. 南京邮电大学 通信与信息工程学院,江苏 南京 210003)
(2. 东南大学 移动通信国家重点实验室,江苏 南京 210096)
摘 要:在多用户无线通信系统中,采用自适应调制与调度技术能够有效提高系统吞吐量。为此,必须反馈信道质量指示(Channel Quality Indication, CQI)。在多载波自适应正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)系统中CQI反馈速率非常高,令系统难以承受。因此,必须对反馈信息加以压缩。近年来提出了一种新理论,称为压缩感知(Compressed Sensing, CS)。本文基于CS理论提出了一种新的CQI反馈方案。通常,基于离散余弦变换的压缩方案被认为是最佳压缩方案,本文仿真结果表明所提出的新方法性能优于基于离散余弦变换的压缩方案。
关键词:信息质量指示;正交频分复用;反馈压缩;压缩感知
中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:
Compressed Sensing Based Feedback Compression in Adaptive OFDM Systems
GAO Huan-qin1, SONG Rong-fang1,2
(1. College of Telecommunication Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)
(2. National Mobile Communication Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 210096, China)
Abstract:In multiuser wireless communication systems, adaptive modulation and scheduling are promising techniques for increasing the system throughput. To achieve this goal, it is necessary to feed back the information of channel quality indication (CQI). The required feedback rate can be prohibitively high in adaptive orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems and so the feedback information needs to be compressed. In this paper, a novel CQI feedback scheme is proposed based on the recently proposed theory of compressed sensing, and its performance is shown to outperform the compression method based on the discrete cosine transform which is usually considered as the best.
Key words:CQI; OFDM; feedback compression; compressed sensing
将自适应调制与调度技术相结合能够大大提高蜂窝无线通信系统下行链路吞吐量[1],在多用户系统中如果每一帧只为信道条件最好的用户提供服务,并且根据该时刻信道条件采用相应的调制编码方案,可以使整个系统的吞吐量性能达到最大化。通常,该方案称为多用户分集[2]。多用户分集可以认为是在多用户之间提供选择性的一种手段,以此降低无线网络中信道衰落的影响。为了对用户进行调度、选择合适的调制编码方案(MCS),基站侧的调度器必须能够在所有时刻得知所有用户的信道质量指示(比如信噪比(SNR))。为此,最为理想的情况是每个用户在每个时刻均反馈一组CQI值,每个CQI值对应于每个子带的信道质量指示,在多载波OFDM系统中一个子带通常由若干个连续的子载波构成。遗憾的是,这样的反馈方案将带来巨大的反馈开销,使得系统难以承受,导致多用户分集在实际应用中无法实现。因此,必须对CQI反馈信息进行压缩处理。
近年来,对于合理的、具有低开销的
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