CN102026259A - 一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法：首先根据IMT-A要求生成需要的仿真场景信息，并由场景信息得到对应的信道矩阵；然后加入CoMP算法模块，进行协作用户划分以及资源块分配，并根据资源调度的结果进行虚拟资源块传输；最后记录仿真结果，并进行性能评估。本发明中，采用门限的方式区分协作用户与非协作用户，采用比例公平调度算法进行资源块调度。采用本发明方法，可以简化CoMP系统模型，解决了CoMP技术中由于协作小区不确定等因素带来的仿真困难。

Description

一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法

技术领域

本发明属于通讯技术领域，涉及一种系统级仿真方法，尤其是一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法。

背景技术

众所周知，在蜂窝系统中，小区边缘的信噪比很低，从而导致了小区边缘用户吞吐量低，小区边缘频谱利用率低等问题。一直以来，如何改善小区边缘用户性能都是通信研究中的热点。协作多点(Coordinated Multi-Point，CoMP)技术是第3代合作伙伴计划(3^rd Generation Partnership Project，3GPP)在LTE-Advanced(简称LTE-A)系统中提出的，用于改善小区边缘用户性能，提高小区边缘频谱效率的一项重要技术。它通过共享多个小区的信道和数据信息，并经过统一的协调调度和联合处理，最终达到提高小区边缘用户性能的目的。目前，各方都在密切关注CoMP技术的相关研究，3GPP的多个成员组织在CoMP技术方面也形成了很多提案。

CoMP技术是在LTE-A中提出的，LTE-A是LTE的演进，本专利把包含有CoMP技术的LTE系统称为CoMP系统。性能仿真评估是通信系统研究的重要手段，无线通信系统评估的方法包含两种：链路级评估与系统级评估。链路级评估针对的是一条单一链路，是从基站与用户连接的角度对系统进行研究，主要用于系统物理层或者说是链路层算法研究，如调制编码方式、物理资源块结构、MIMO方式等；系统级评估则是在链路级仿真结果的基础上，对整个系统的性能进行仿真评估，主要用于系统级相关的算法研究，如资源调度算法、用户竞争方式等，其评估指标包括小区的频谱效率、小区边缘用户频谱效率等。本专利主要涉及系统级仿真方法研究。

目前，LTE的系统级仿真研究报道较多，而CoMP系统的系统级仿真研究未见报道。正如前面所述，CoMP系统是LTE系统基础上的扩展，因此CoMP系统级仿真可以在很大程度上参考LTE系统，但确也有很大的不同。

首先，用户划分不同。LTE系统不存在用户的划分，所有用户的初始优先级都是相同的，各个用户都是根据自己的信道状况，在整个带宽上，按照一定的算法进行资源竞争；从这个角度上看，LTE各用户之间的竞争是公平的。CoMP系统则不同，用户分为协作用户与非协作用户，协作用户一般处在小区边缘位置，是CoMP技术主要服务的对象，在资源分配的时候会有一定的倾向性，因而CoMP系统的资源分配就带有一定的非公平性。协作用户与非协作用户的划分，加大了CoMP系统级仿真中资源分配的难度，与LTE系统级仿真有很大的区别。

其次，对协作用户进行服务的小区不止一个。在LTE系统中，每个用户的服务小区是一定的，且只有一个；也就是说，对每个用户而言，与其进行数据传输的小区只有一个。而CoMP系统则有所不同，对于CoMP系统中的协作用户，除了有服务小区为其传输数据外，协作小区也会为其传输数据；也就是说，对于协作用户，在同一时刻，将会有多个小区为其传输数据。协作小区的加入使得协作用户的信道矩阵维数相对于非协作用户发生了变化，且协作小区数目不确定，大大增加了仿真难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，该方法通过对CoMP技术的本质进行分析，抽象出CoMP技术对应的仿真模型，能够解决CoMP技术中由于协作小区不确定等因素带来的仿真困难。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

该种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征是，包括下述步骤：

1)根据IMT-A系统对四种典型场景的定义，选择场景；所述四种典型场景为室内热点模型、城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型，将所述城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型统称为室外模型；

2)随机生成用户分布及对应的场景信息；

3)利用生成的场景信息，采用WINNER+系统提出的SCME信道模型产生快衰落信息，并结合场景信息中包含的慢衰落信息产生信道；

4)设定宽带信干噪比门限SINR_gate，利用生成的场景信息以及信道信息，计算每个用户的宽带信干噪比，将宽带信干噪比值低于宽带信干噪比门限的用户，确定为协作用户；

5)为每个协作用户确定协作方法和协作集，所述协作方法确定为基站内协作，协作集确定为该协作用户所属基站的三个扇区，将所有小区划分为n个协作集，每一个协作集都包含协作用户与非协作用户，所述n为基站数量；

6)将协作集的资源块分为协作资源块和非协作资源块，并确定协作资源块在整个频带中的位置；

7)采用比例公平调度的方法，将协作集中的所有协作用户在协作资源块上进行调度，未获得资源块的协作用户在本时隙内划分为非协作用户，然后将所有非协作用户在非协作资源块上按照比例公平的方法进行调度；

8)资源块调度完成后，进行虚拟资源块传输，并记录仿真结果；

9)返回步骤3)，依此循环并记录每次的仿真结果，直至仿真结果收敛，结束循环；

10)返回步骤2)，依此循环N次；

11)根据记录的仿真结果，统计系统频谱效率与小区边缘用户频谱效率，完成仿真。

进一步，上述步骤2)的具体过程为：

2.1)按照IMT-A的要求，均匀撒播用户，室内热点模型共20个用户，各室外模型均为570个用户；

2.2)在室内热点模型中，依据用户的地理位置信息计算出该用户到两个基站之间的大尺度衰落信息；

2.3)在室外模型中，采用Wrap-Around结构构造系统网络，获取每个用户的有效基站编号及对应的地理位置信息，并计算该用户到有效基站之间的大尺度衰落信息；

2.4)依据大尺度衰落信息建立用户与有效基站之间的通信链路；

2.5)记录各基站的位置信息、每个用户的地理位置信息及有效基站编号、该用户到有效基站的距离和宽带干扰功率信息。

进一步，上述步骤3)的具体过程为：

3.1)根据步骤2)生成的场景信息，判断用户到有效基站的传输为视距传输或非视距传输；

3.2)计算移动终端到其有效基站之间的路径损耗；

3.3)生成每条通信链路的大尺度参数，所述大尺度参数包括传播延时、传播角度、K参数和阴影衰落；

3.4)产生每条通信链路中包含的每条多径的时延T；

3.5)产生每条多径的功率P；

3.6)产生每条多径的到达角度和发射角度；

3.7)对每条多径的接收射线和发送射线进行随机配对；

3.8)为每条通信链路生成信道系数。

进一步，以上所述步骤4)的具体过程为：

4.1)设定宽带信干噪比门限SINR_gate＝0dB；

4.2)计算每个用户在大尺度衰落下的宽带信干噪比SINR_wideband，依据设定的宽带信干噪比门限SINR_gate，如果某用户的SINR_wideband＜SINR_gate，则该用户设定为协作用户。

进一步，以上所述步骤6)的具体过程为：

6.1)设定协作用户所占资源块在整个带宽中的比例a％；

6.2)按比例划分协作用户资源块与非协作用户资源块，将整个频带前a％的资源块划分为协作资源块。

上述步骤6.1)中，所述a＝10～20。

上述步骤7)的具体过程如下：

7.1)采用SVD分解的方法，获取协作用户的预编码矩阵，预编码矩阵为m×12维，m为基站对协作用户发送的数据流个数；

7.2)采用MMSE的方法计算协作用户在子载波上的信干噪比SINR，计算公式如下：

${\mathrm{SINR}}_i=\frac{p_i{\left|G_i{H}_i{v}_i\right|}^2}{\underset{j\≠i}{\mathrm{\Σ}}{p}_j{\left|G_i{H}_j{v}_j\right|}^2+{\left|G_i\right|}^2{n}_0}$

其中：i为该用户的第i个数据流，p_i为第i个数据流的发射功率，H_i为第i个数据流的的信道向量，v_i为第i个数据流对应的预编码向量；G_i为第i个数据流的线性转换矩阵，与信道矩阵及预编码向量相关，G_i采用如下公式计算：

$G_i=h_i^H{({\mathrm{HH}}^H+\frac{N_{\mathrm{ri}}{n}_0}{p_0}{I}_i)}^{-1}$

N_ri为基站对该用户发送的数据流个数，n₀为其它基站对该用户的总干扰，p₀为服务基站对该用户的发射总功率，h_i＝Hv_i＝[HW]_i，W为预编码矩阵，H为信道矩阵；

7.3)将SINR的计算扩展到所有子载波，公式如下：

${\mathrm{SINR}}_{i,k}=\frac{p_{i,k}{\left|G_{i,k}{H}_{i,k}{v}_i\right|}^2}{\underset{j\≠i}{\mathrm{\Σ}}{p}_{j,k}{\left|G_{i,k}{H}_{j,k}{v}_j\right|}^2+{\left|G_{i,k}\right|}^2{n}_0}$

其中：0＜k＜13，为当前资源块中子载波序号；

7.4)采用MI-ESM的方法获取协作用户在每个协作资源块上的误块率BLER；

7.5)计算协作用户在每个协作资源块上的吞吐量；

7.6)计算协作用户在每个协作资源块上的调度等级，计算公式如下：

$\mathrm{grad}e(p,q)=\frac{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{Now}(p,q)}{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{All}\left(p\right)}$

其中，grade(p，q)为第p个用户在第q个资源块上的调度等级，Thruput_Now(p，q)为第p个用户在第q个资源块上的当前吞吐量，Thruput_All(p)为第p个用户过去吞吐量总和；

7.7)将每个协作资源块分配给调度等级对应最高的协作用户，同时将未分配到资源块的协作用户划分为非协作用户；

7.8)将非协作用户在非协作资源块上进行调度。

上述步骤11)中在统计小区边缘用户频谱效率时，取频谱效率前5％用户为小区边缘用户。

本发明具有以下有益效果：

本发明在LTE系统级仿真基础之上，提出了一种针对CoMP技术的通用系统级仿真方法，可以实现CoMP技术的系统级仿真，并对CoMP系统性能进行有效的评估，达到了预期的效果；系统中各个仿真模块相互之间比较独立，有助于研究人员对各个模块进行单独研究，便于不同算法的实现。本发明对CoMP技术研究起到了很好的支撑作用。

附图说明

图1是CoMP系统级仿真原理框图；

图4是信道生成流程图；

图2为Wrap-Around结构图；

图3为分布了用户后的Wrap-Around结构图；

图5是资源块分配流程图；

图6是CoMP系统的仿真结果。

具体实施方式

本发明的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，具体包括下述步骤：

1)根据IMT-A系统对四种典型场景的定义，选择场景；所述四种典型场景为室内热点模型、城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型，将所述城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型统称为室外模型；

2)随机生成用户分布及对应的场景信息；

3)利用生成的场景信息，采用WINNER+系统提出的SCME信道模型产生快衰落信息，并结合场景信息中包含的慢衰落信息产生信道；

4)设定宽带信干噪比门限SINR_gate，利用生成的场景信息以及信道信息，计算每个用户的宽带信干噪比，将宽带信干噪比值低于宽带信干噪比门限的用户，确定为协作用户；

5)为每个协作用户确定协作方法和协作集，所述协作方法确定为基站内协作，协作集确定为该协作用户所属基站的三个扇区，将所有小区划分为n个协作集，每一个协作集都包含协作用户与非协作用户，所述n为基站数量；

6)将协作集的资源块分为协作资源块和非协作资源块，并确定协作资源块在整个频带中的位置；

7)采用比例公平调度的方法，将协作集中的所有协作用户在协作资源块上进行调度，未获得资源块的协作用户在本时隙内划分为非协作用户，然后将所有非协作用户在非协作资源块上按照比例公平的方法进行调度；

8)资源块调度完成后，进行虚拟资源块传输，并记录仿真结果；

9)返回步骤3)，依此循环并记录每次的仿真结果，直至仿真结果收敛，结束循环；

10)返回步骤2)，依此循环N次；

11)根据记录的仿真结果，统计系统频谱效率与小区边缘用户频谱效率，完成仿真。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述：

图1为整个系统的原理框图，其包含了本仿真系统的所有步骤。

如图1所示，首先是场景生成。场景生成中包含两步：选择场景、生成用户分布和对应的场景信息。IMT-A系统定义了四种典型场景：室内热点模型、城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型，不同场景其基站位置、网络拓扑结构有所不用，因此在仿真开始前，需要选择希望仿真的系统场景。室内热点模型中，网络包含两个基站，每个基站服务10个用户，整个网络包含20个用户。室外模型中，采用Wrap-Around结构构造系统网络，其网络结构图如图2所示，中间深色部分为需要仿真的小区集合，把该小区集合称为一个小区簇，周围浅色部分为6个与深色小区集合完全相同的小区集合，其主要目的是用于构造干扰模型，从而整个Wrap-Around网络由7个完全相同的小区簇组成。需要仿真的部分为中间的小区簇，其包含19个基站，每个基站包含3个扇区，每个扇区随机分布10个用户，因此整个仿真区域包含570个用户。

图3为分布了用户的网络图，用户服从均匀分布。对每个用户而言，选择离用户最近的19个基站作为用户的有效基站，并记录对应的基站编号，显然，当用户处在深色小区簇边缘的时候，其有效基站中有一部分基站是属于外围小区簇的。将用户与有效基站之间的链接设定为一个通信链路。计算用户与有效基站之间的距离，进而计算用户与有效基站之间的大尺度衰落以及阴影衰落。大尺度的计算公式是固定的，可以在ITU文献ITU-R M.2135中查看。根据大尺度衰落计算基站到用户之间的路径损耗、阴影衰落，进而计算用户的接收功率，并计算出用户的宽带信干噪比。接收功率的计算公式为

P_receive＝P_Trans-P_PathLoss-L_ShadowFactor+G

其中P_Trans为传输功率，P_PathLoss为路径损耗，L_ShadowFactor为阴影衰落，G为天线增益。宽带信干噪比计算公式为：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{WideBand}}=\frac{P_{\mathrm{receive}}}{P_{\mathrm{Noise}}}$

其中，

图4是信道生成流程图，该信道采用WINNER+系统提出的SCME信道模型，其具体生成方法可以参见ITU文献ITU-R M.2135。在本仿真中，共有570个用户，每个用户对应着1024个可能的子载波，每个子载波在一个时隙(TTI)内对应着一个4×2的信道矩阵，因此信道生成模块将会输出一个4×2×1024×570的信道矩阵。需要注意的是，此处产生的是一个用户分布(Drop)下，一个TTI内的信道响应，而不同时隙的信道矩阵一般来说都不同，要想得到较好的仿真效果，需要仿真多个Drop，且每个Drop都需要仿真多个TTI。信道生成采用公式

其中：

P_n                     表示第n条多径的功率增益

{F_rx，u，V，F_rx，u，H} 表示在第u根接收天线上的垂直极化和水平极化标志

{F_tx，u，V，F_tx，u，H} 表示在第u根发射天线上的垂直极化和水平极化标志

表示第n个簇中的第m条多径在四种不同的计划组合

                       下(vv，vh，hv，hh)的初始化相位

κ                     表示的是交叉极化功率比例

{d_s，d_u}               表示的是发射天线之间的天线间距与接收天线的天线

                       间距

表示第n个簇中的第m条多径的发送角度与到达角度

υ_n，m                 表示第n个簇中的第m条多径的多普勒频移

λ₀                    表示载波的波长

参数都可以通过固定的公式获取，参见ITU文献ITU-R M.2135，将获取的参数代入上式中即可得到对应的信道矩阵。

信道生成后，就需要调用CoMP算法模块。CoMP算法模块是本仿真的核心，也是CoMP系统级仿真相对于LTE系统级仿真的最大区别所在，如图1右半部分指示，CoMP算法模块主要包含4个部分，分别为协作用户确定、协作集确定、协作资源块确定和资源块分配。场景信息中包含了每个用户的宽带信干噪比(SINR_wideband)，设定仿真系统的宽带信干噪比门限SINR_gate为0dB，如果某用户的宽带信干噪比小于设定的宽带信干噪比门限，即SINR_wideband＜SINR_gate，则该用户设定为协作用户；对于协作用户，将该用户所在基站包含的三个扇区确定为其协作集，即基站内协作；设定协作资源块在整个带宽中的比例，假设该比例为a％，则取整个带宽前a％的资源块为本协作集的协作资源块，a的取值为10～20。

协作用户在协作资源块上按比例公平调度算法进行竞争，如果本时隙内，某协作用户未获得资源块，则本时隙内该协作用户划为非协作用户；将所有非协作用户在非协作资源块上按比例公平调度算法进行资源分配。图5是资源块分配(比例公平调度算法)的具体流程图，可以看到资源分配实际上分为两部分，先是协作用户的资源分配，后是非协作用户的资源分配。对与协作用户，其对应的协作集包含三个扇区，故协作用户每个子载波的信道矩阵维数为12×2，采用SVD分解获取该矩阵的预编码矩阵，从而得到的预编码矩阵为12×1维的(对于协作用户，暂不考虑两个及两个以上数据流)。采用MMSE方法计算协作用户在每个子载波上的SINR。用户第i个数据流，在第k个子载波上的SINR计算公式如下：

${\mathrm{SINR}}_{i,k}=\frac{p_{i,k}{\left|G_{i,k}{H}_{i,k}{v}_i\right|}^2}{\underset{j\&NotEqual;i}{\mathrm{\&Sigma;}}{p}_{j,k}{\left|G_{i,k}{H}_{j,k}{v}_j\right|}^2+{\left|G_{i,k}\right|}^2{n}_0},0<k<13$

这样可以得到某一协作资源块上所有子载波的SINR。采用MI-ESM的方法，结合链路级仿真结果，计算该资源块传输的BLER，从而计算传协作用户在该资源块上当前可能的吞吐量。然后计算该用户在该资源块上的调度等级，计算公式如下：

$\mathrm{grad}e(p,q)=\frac{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{Now}(p,q)}{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{All}\left(p\right)}$

其中，Thruput_Now(p，q)为第p个用户在第q个资源块上的当前吞吐量，Thruput_All(p)为第p个用户过去吞吐量总和。计算出所有协作用户在该资源块上的调度等级，将该资源块分配给调度等级最高的那个协作用户。所有协作资源块都按上述步骤进行资源分配，如果协作资源块分配完成后，仍有协作用户未分配到协作资源块，那么在本时隙内，将该协作用户划分为非协作用户，进行非协作用户之间的竞争。非协作用户之间的竞争方式与协作用户基本相同，都是先计算每个用户在某个非协作资源块的子载波的SINR，然后通过MI-ESM方法获取用户在该非协作资源块上的BLER，并进一步计算用户在该资源块上的吞吐量，最后计算对应的调度等级，并将该资源块分配给调度等级最高的非协作用户。与协作用户将同时占用整个协作集三个扇区的相同资源块不同，非协作用户其所占的资源块只属于本扇区，因此非协作用户的信道矩阵为4×2维，同时预编码矩阵不需要采用SVD分解获取，可以直接从LTE系统预定义的预编码矩阵集合中选取。

资源分配完成后，需进行虚拟资源块传输。在系统级仿真中，传输的并不真正的数据，而是虚拟数据。也就是说，在传输的过程中，假设有一个资源块的数据被用于传输，并不是真正传输了一个资源块的数据，而是根据系统级与链路级接口，计算出该资源块的误块率，并得到对应的吞吐量，得到了吞吐量，则认为资源块进行了传输。CoMP算法模块完成后，每个扇区的所有资源块都已经分配给对应的用户(包括协作用户和非协作用户)，根据生成的信道矩阵，计算出所有资源块的误块率，并得到对应的吞吐量，即完成了虚拟资源块的传输。需要注意的是，按照实际情况，由于反馈延时的问题，当前TTI内得到的反馈信息应该在几个TTI之后才能够使用；由于在相邻的几个TTI中，信道矩阵基本保持不变，因此，为简化仿真结构，在进行虚拟资源块传输时，使用的信道矩阵与上面计算出的信道矩阵相同。

虚拟资源块传输完成之后，记录下当前Drop、当前TTI下的系统吞吐量。如果仿真还没有达到预先设定的Drop、TTI次数，那么就进行新一次的仿真，并记录相应的系统吞吐量等统计指标。需要注意的是，一个Drop中包含了多个TTI，也就是说，在当前Drop下判断当前仿真的TTI次数是否达到预设的TTI次数，如果没有达到，则不生成新的Drop，直接进行新的TTI仿真，即使用的场景信息不变，但需生成新的信道信息；如果当前TTI已经是当前Drop下的最后一个TTI，则判断当前Drop是否是预设的最后一个Drop，若不是，则生成新的用户分布，进行新的Drop仿真，即需要生成新的用户分布，同时也需生成新的信道信息，当然该Drop中同样包含多个TTI。

如果预设的TTI和Drop次数都已经仿真完全了，则进行系统级性能统计，计算出对应的系统性能指标，如小区频谱效率、小区边缘用户频谱效率等。预设的TTI次数要足够大，以保证在本Drop下，用户的仿真结果收敛，也即每个用户的吞吐速率基本稳定，同时预设的Drop应尽可能的多，使得用户能够填满整个仿真区域，根据测试，TTI次数与Drop次数都设在200以上时，基本上可以满足要求，Drop次数越多，得到的仿真结果越趋近于真实情况。

循环结束后，读取仿真结果，并对所有用户的吞吐量进行统计，统计公式如下：

$D_n\left(k\right)=\frac{\underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Thruput}(k,t,n)}{T}$

其中，n表示第n个Drop，t表示第t个TTI，T为每个Drop中仿真的TTI总数，Thruput(k，t，n)表示第n个Drop中第k个用户在第t个TTI中的吞吐量，那么D_n(k)就表示第n个Drop中，第k个用户的平均吞吐量。将所有用户的吞吐量按升序排列，画出其CDF曲线，如图6所示。

图6是CoMP系统下行链路的用户吞吐量CDF曲线，横坐标为吞吐量，单位为bps/s，纵坐标为百分比。设定前5％用户为小区边缘用户，取其吞吐量，计算小区边缘用户的频谱效率，可得值为0.0186bps/Hz/s(具体的值与采用的CoMP算法以及仿真的Drop、TTI次数有关系)，与LTE系统小区边缘频谱效率0.0148bps/Hz/s(查阅3GPP相关文献)相对比，可以发现本CoMP系统的小区边缘频谱效率相对于LTE系统有所提高。这说明本系统中采用的CoMP算法对提高小区边缘频谱效率有帮助，达到了预期效果。该仿真方法达到了对CoMP技术进行系统级仿真的目的。

Claims (8)

1.一种LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征是，包括下述步骤：

1)根据IMT-A系统对四种典型场景的定义，选择场景；所述四种典型场景为室内热点模型、城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型，将所述城市微小区模型、城市宏小区模型和农村宏模型统称为室外模型；

2)随机生成用户分布及对应的场景信息；

3)利用生成的场景信息，采用WINNER+系统提出的SCME信道模型产生快衰落信息，并结合场景信息中包含的慢衰落信息产生信道；

4)设定宽带信干噪比门限SINR_gate，利用生成的场景信息以及信道信息，计算每个用户的宽带信干噪比，将宽带信干噪比值低于宽带信干噪比门限的用户，确定为协作用户；

5)为每个协作用户确定协作方法和协作集，所述协作方法确定为基站内协作，协作集确定为该协作用户所属基站的三个扇区，将所有小区划分为n个协作集，每一个协作集都包含协作用户与非协作用户，所述n为基站数量；

6)将协作集的资源块分为协作资源块和非协作资源块，并确定协作资源块在整个频带中的位置；

7)采用比例公平调度的方法，将协作集中的所有协作用户在协作资源块上进行调度，未获得资源块的协作用户在本时隙内划分为非协作用户，然后将所有非协作用户在非协作资源块上按照比例公平的方法进行调度；

8)资源块调度完成后，进行虚拟资源块传输，并记录仿真结果；

9)返回步骤3)，依此循环并记录每次的仿真结果，直至仿真结果收敛，结束循环；

10)返回步骤2)，依此循环N次；

11)根据记录的仿真结果，统计系统频谱效率与小区边缘用户频谱效率，完成仿真。

2.根据权利要求1所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于，所述步骤2)的具体过程为：

2.1)按照IMT-A的要求，均匀撒播用户，室内热点模型共20个用户，各室外模型均为570个用户；

2.2)在室内热点模型中，依据用户的地理位置信息计算出该用户到两个基站之间的大尺度衰落信息；

2.3)在室外模型中，采用Wrap-Around结构构造系统网络，获取每个用户的有效基站编号及对应的地理位置信息，并计算该用户到有效基站之间的大尺度衰落信息；

2.4)依据大尺度衰落信息建立用户与有效基站之间的通信链路；

2.5)记录各基站的位置信息、每个用户的地理位置信息及有效基站编号、该用户到有效基站的距离和宽带干扰功率信息。

3.根据权利要求1或2所述的LTE-A系统中CoMP技术系统级仿真方法，其特征在于，步骤3)的具体过程为：

3.1)根据步骤2)生成的场景信息，判断用户到有效基站的传输为视距传输或非视距传输；

3.2)计算移动终端到其有效基站之间的路径损耗；

3.3)生成每条通信链路的大尺度参数，所述大尺度参数包括传播延时、传播角度、K参数和阴影衰落；

3.4)产生每条通信链路中包含的每条多径的时延T；

3.5)产生每条多径的功率P；

3.6)产生每条多径的到达角度和发射角度；

3.7)对每条多径的接收射线和发送射线进行随机配对；

3.8)为每条通信链路生成信道系数。

4.根据权利要求1所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于，所述步骤4)的具体过程为：

4.1)设定宽带信干噪比门限SINR_gate＝0dB；

4.2)计算每个用户在大尺度衰落下的宽带信干噪比SINR_wideband，依据设定的宽带信干噪比门限SINR_gate，如果某用户的SINR_wideband＜SINR_gate，则该用户设定为协作用户。

5.根据权利要求1所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于，所述步骤6)的具体过程为：

6.1)设定协作用户所占资源块在整个带宽中的比例a％；

6.2)按比例划分协作用户资源块与非协作用户资源块，将整个频带前a％的资源块划分为协作资源块。

6.根据权利要求5所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于，所述a＝10～20。

7.根据权利要求1所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于：所述步骤7)的具体过程如下：

7.1)采用SVD分解的方法，获取协作用户的预编码矩阵，预编码矩阵为m×12维，m为基站对协作用户发送的数据流个数；

7.2)采用MMSE的方法计算协作用户在子载波上的信干噪比SINR，计算公式如下：

${\mathrm{SINR}}_i=\frac{p_i{\left|G_i{H}_i{v}_i\right|}^2}{\underset{j\&NotEqual;i}{\mathrm{\&Sigma;}}{p}_j{\left|G_i{H}_j{v}_j\right|}^2+{\left|G_i\right|}^2{n}_0}$

其中：i为该用户的第i个数据流，p_i为第i个数据流的发射功率，H_i为第i个数据流的的信道向量，v_i为第i个数据流对应的预编码向量；G_i为第i个数据流的线性转换矩阵，与信道矩阵及预编码向量相关，G_i采用如下公式计算：

$G_i=h_i^H{({\mathrm{HH}}^H+\frac{N_{\mathrm{ri}}{n}_0}{p_0}{I}_i)}^{-1}$

N_ri为基站对该用户发送的数据流个数，n₀为其它基站对该用户的总干扰，p₀为服务基站对该用户的发射总功率，h_i＝Hv_i＝[HW]_i，W为预编码矩阵，H为信道矩阵；

7.3)将SINR的计算扩展到所有子载波，公式如下：

${\mathrm{SINR}}_{i,k}=\frac{p_{i,k}{\left|G_{i,k}{H}_{i,k}{v}_i\right|}^2}{\underset{j\&NotEqual;i}{\mathrm{\&Sigma;}}{p}_{j,k}{\left|G_{i,k}{H}_{j,k}{v}_j\right|}^2+{\left|G_{i,k}\right|}^2{n}_0}$

其中：0＜k＜13，为当前资源块中子载波序号；

7.4)采用MI-ESM的方法获取协作用户在每个协作资源块上的误块率BLER；

7.5)计算协作用户在每个协作资源块上的吞吐量；

7.6)计算协作用户在每个协作资源块上的调度等级，计算公式如下：

$\mathrm{grad}e(p,q)=\frac{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{Now}(p,q)}{\mathrm{Thruput}\_\mathrm{All}\left(p\right)}$

其中，grade(p，q)为第p个用户在第q个资源块上的调度等级，Thruput_Now(p，q)为第p个用户在第q个资源块上的当前吞吐量，Thruput_All(p)为第p个用户过去吞吐量总和；

7.7)将每个协作资源块分配给调度等级对应最高的协作用户，同时将未分配到资源块的协作用户划分为非协作用户；

7.8)将非协作用户在非协作资源块上进行调度。

8.根据权利要求1所述的LTE-A系统中针对CoMP技术的系统级仿真方法，其特征在于：所述步骤11)中在统计小区边缘用户频谱效率时，取频谱效率前5％用户为小区边缘用户。

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