一种mmse检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，设及链路级仿真与系统级仿真，尤其设及了一种 MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法。
【背景技术】
[0002] 系统级仿真是对整个系统的规划方案W及底层算法性能的检验手段，主要考虑实 际系统与用户的行为，包括用户终端的呼叫、小区的切换、传输环境的改变等，对诸如频谱 效率、吞吐率等系统参数的影响。该仿真通过研究各种资源调度算法对整个网络性能的影 响，对实际系统的设计规划提供参考与支持。因此，系统级仿真是一种多点对多点的仿真， 需要点对点之间的链路性能作为数据基础，然而在系统仿真中对链路性能进行测量的开销 十分巨大，因此引入了一种链路级仿真到系统级仿真（LinktoSystem,L2巧的接口方法， 将链路仿真与系统仿真分离。链路级仿真为系统级仿真提供误块率炬lockErrorRate， BLER)与信噪比（Si即altoNoiseRatio,SNR)的关系。该样系统级仿真仅需要提供发 射功率、调制编码方式等上层数据，就可W知晓相应方案下的链路性能，W供系统级仿真调 用，从而减少仿真时间。
[0003] 在OFDM系统中，一个编码数据包传输时的信道通常是频率选择性信道，每个子载 波上的符号的信道增益不尽相同，因此接收端的接收信噪比也会不同。另外一方面，即使在 同一子载波上传输的符号，也会因为信道的时变性使得在接收端的接收信噪比不同。如果 简单的对该些接收信噪比进行统计平均，那么当某一子载波上的输出信噪比远低于平均值 时，虽然该子载波上传输的符号极大可能出错，但计算得到的整个OFDM符号的错误概率却 不会有太大变化，该显然是不合理的。因为只要一个调制符号出错，那么整个(FDM符号也 被认为是错误的。故简单的平均值接口方法在OFDM系统中并不适用，需要一种更准确的接 口算法，即有效信噪比映射算法。其中，指数有效信噪比映射巧xponentialEffectiveSNR Mapping,邸SM)算法与互信息量有效信噪比映射（Mu1:ualInformationEffectiveSNR Mapping，MIESM)算法的应用最为广泛，它们通过将各子载波上的信噪比映射为一个有效值 来预测链路的性能；由于系统级仿真往往更加关注某一关键区域的预测性能，在使用传统 方法优化待定参数时，由于非关键区域预测误差的存在，会导致关键区域的算法性能无法 达到最优。
【发明内容】
[0004] 发明目的；为了解决邸SM算法中高阶调制下算法误差偏大的问题，本发明提供了 一种匪SE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，提高了系统级仿真中关键区域 的算法准确度。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明针对最小均方误差（MinimumMeanSquare 化ror，MM沈）检测下的无线通信系统仿真，提供一种MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿 真的接口方法，该方法包括W下步骤：
[0006] (1)在理想信道估计W及匪SE检测的条件下，计算最佳的接收矩阵G，表达式如 下：
[0007] 〇=炯+〇21)-1 巧
[0008] 式中，H表示信道矩阵，表示矩阵H的共辆转置，0 2表示噪声功率，I表示单位 阵；
[000引 似利用步骤（1)中的信道矩阵H和接收矩阵G计算出信噪比丫ik，表达式如下：
[0010]
【主权项】
1. 一种MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤： (1) 在理想信道估计以及MMSE检测的条件下，计算最佳的接收矩阵G，表达式如下： G= (HhH+〇 2Ir1H11 式中，H表示信道矩阵，Hh表示矩阵H的共轭转置，〇2表示噪声功率，I表示单位阵； (2) 利用步骤⑴中的信道矩阵H和接收矩阵G计算出信噪比Yik，表达式如下：
式中，yik表示第i层数据流上的第k个子载波的信噪比，gik表示第k个子载波对应的 矩阵G的第i行向量，hik表示第k个子载波对应的矩阵H的第j列向量，其中I<i<M， I<i<N，M、N分别为矩阵H的行数与列数，I<k<L，L为子载波的个数，Pt表示符号的 发送功率； (3) 根据步骤⑵中子载波信噪比Yik建立等效信噪比丫d((6)的表达式如下：
式中，L表示子载波个数，D表示数据流的层数，0为编码调节参数，1( ?)和1<( ?) 分别表示信道容量以及对应的逆函数； (4) 根据同一误块率在AWGN参考曲线上对应的信噪比与所述有效信噪比Yrff(0)之 间的加权均方误差最小的原则计算最优编码调节参数0 (5) 利用所述最优编码调节参数和步骤（3)中所述等效信噪比Yd((6)的表达 式计算出等效信噪比yeff( 0 )，然后查询AWGN参考曲线得到链路的误块率，并根据所述误 块率调整系统级仿真的资源分配、功率分配以及编码调制方案。
2. 根据权利要求1所述的MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，其特征 在于，步骤（3)中对于不同调制方式，信噪比Y与比特信道容量I(Y)的关系式不同， 调制方式为QPSK时：
3. 根据权利要求1所述的MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，其特征 在于，步骤（4)中所述最优编码调节参数0_的计算表达式为：
式中，Y表示某一误块率在AWGN参考曲线上对应的信噪比，W为加权因子。
4. 根据权利要求3所述的MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，其特征 在于，加权因子W与误块率BLER的关系式如下： W= [Iog10BLER* (Iog10BLER-S)]2 式中，S表示实际仿真中截止误块率的对数值，即误块率达到该值时就不再提高信噪 比，直接结束仿真。
5. 根据权利要求4所述的MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，其特征 在于，所述截止误块率的值设置为〇.01。
【专利摘要】本发明公开了一种MMSE检测下的链路级仿真到系统级仿真的接口方法，该方法首先根据系统级仿真提供的链路参数，确定各子载波上的信噪比，然后通过Logistic函数计算出含编码调节参数β的有效信噪比，再使用加权的参数优化方法，确定上述参数的最优值，最后，即可由系统级仿真提供的链路参数直接计算出链路的误块率，以供系统级仿真调用。解决了指数有效信噪比映射算法中预测准确度低和互信息量有效信噪比映射算法计算复杂度高的问题，通过增大关键区域误差在优化过程中的权重，提高该关键区域中算法的准确度。
【IPC分类】H04B17-391
【公开号】CN104821857
【申请号】CN201510245738
【发明人】衡伟, 余诗洋, 张清华, 胡津铭, 孟超
【申请人】东南大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月14日