高移动性/信道老化对系统性能的影响

Fairme

用户移动性造成的通信性能受损一直是无线通信领域备受关注的问题之一。早在GSM时代，即认定移动性是影响通信性能的重要因素，它与系统服务质量之间存在难以克服的折衷关系。倘若用户的移动性变化较大，系统所受的影响将更加明显。自此之后，大批研究者专注于探求移动性影响通信系统性能的机理，寻找对抗移动性的方法。部分工作面向经典的蜂窝网络，认为移动性不仅会影响频分复用系统的干扰功率，同时也直接决定了用户的切换频率以及系统的中断概率。此外，有人认为无线终端的移动速度会随时间变化，这将导致时变的多普勒扩频和非平稳衰落系数，进一步导致载波间干扰。由于这种快衰落变化的存在，使得高动态环境中的快衰落系数的准确估计、跟踪和预测变得更加困难。更多地，高移动性的接收机可以在短时间内穿过多个基站或接入点（AP）的覆盖区域，跨越两个不同BS所覆盖地区的边界会触发切换，而高移动性系统则会经历频繁的切换；由于移动端的快速移动，完成切换过程的时间窗口非常小，如果切换过程不能按时完成，就会发生切换失败，产生服务中断。

除了以上问题，高移动性还会带来以下问题。高动态环境更易使信道状态信息（CSI）成为过时，产生信道老化效应。该效应反应了传输数据所使用的实际信道与几个时隙之前通过发送导频获得的估计信道之间的差异性。即用户的移动性越低，传输信道变化越小，信道老化越不明显；用户的移动性较高，传输信道快速变化，就会导致严重的信道老化效应。总之，信道老化使发射机端的信道状态信息延迟，造成真实信道与估计信道之间的失配（mismatch），从而降低系统性能。