基于DF中继的MIMO-OFDM系统中自适应功率和载波分配的研究

摘要

基于中继协助传输的无线通信系统的出现解决了传统通信系统一直存在的可伸缩性低和健壮性差等诸多问题。在通信系统中采用中继传输方式，可以使整个通信链路的通信范围得到扩展和延伸，是实现可靠传输、提高覆盖范围的重要手段。因此，中继无线通信技术是无线通信中很有前景的一项技术，受到研究者们越来越多的关注。 为了充分利用系统的有限资源，从而优化系统的性能，采用自适应技术对无线资源进行优化分配具有极其重大的现实意义。但是，中继通信系统与传统的单跳通信不同，中继无线通信系统的资源优化分配必须结合通信链路中每一跳的特性对资源在各跳之间进行合理配置。 在宽带无线通信系统中，由于正交频分复用（OFDM）技术能有效的克服频率选择性衰落引起的干扰，其正成为下一代高速无线通信的主流技术。结合OFDM技术的无线中继系统可以改善频率选择性衰落引起的性能失真，但是使OFDM中继通信系统中的资源优化分配问题变得更加复杂，它需要把子载波和功率等资源联合分配给系统中的各跳节点，以求最大限度地提高系统性能。 本文首先总结了中继系统以及中继系统与其他系统相结合的系统下功率分配的方案。其次主要研究了两跳MIMO-OFDM与DF中继相结合的系统，该系统每个终端均装置多根天线。以最大化该中继通信系统信道容量为优化准则，基于源端、中继端总功率一定的前提，提出根据信道条件自适应的把功率分配给源端、中继端的各个载波及天线的次优化功率分配方案。并根据两跳通信系统每跳衰落的独立性，提出一种载波配对方案，进一步优化整个通信系统的信道容量。仿真结果显示，本文提出的子载波配对、天线功率分配方案能够有效的提高整个中继通信链路的信道容量。

目录

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2自适应资源分配研究现状

1.3本文研究的主要内容

第二章OFDM系统及其关键技术

2.1 OFDM系统结构

2.1.1 OFDM多载波调制技术及其关键技术

2.1.2 OFDM系统的优缺点

2.2自适应OFDM系统及自适应技术的实现

2.2.1自适应技术的实现

2.2.2自适应OFDM系统

2.3单用户OFDM系统中的自适应调制技术

2.3.1采用自适应调制的OFDM系统数学模型

2.3.2自适应分配算法

2.4.多用户OFDM系统中的动态资源分配算法

2.4.1采用自适应调制的OFDM系统数学模型

第三章中继无线通信系统及其研究

3.1中继无线通信系统

3.1.1中继信道模型

3.1.2中继的分类

3.1.3中继网络的关键技术

3.1.4中继无线通信系统下的自适应资源分配

3.2单中继两跳传输模型

3.3中继通信系统性能

3.3.1非再生(AF)中继系统

3.3.2再生(DF)中继系统

3.4 OFDM中继无通信系统功率分配

3.4.1 OFDM中继系统模型

3.4.2 AF多载波中继系统功率分配方案

3.4.3 DF多载波中继系统功率分配方案

3.4.4中继子载波选择和功率分配

第四章MIMO-OFDM中继系统自适应功率分配

4.1MIMO系统

4.1.1 MIMO系统模型

4.1.2 MIMO系统的容量

4.1.3 MIMO OFDM系统的容量

4.2 MIMO-OFDM中继系统功率分配

4.2.1 AF MIMO-OFDM中继系统的系统模型

4.2.2 AF MIMO-OFDM中继系统的功率分配

4.2.3 AF MIMO-OFDM中继系统的子信道配对

第五章MIMO-OFDM译码前传中继系统自适应功率分配

5.1 MIMO-OFDM译码前传(DF)中继系统模型

5.2 DF MIMO-OFDM系统功率分配方案

5.2.1天线功率平均分配

5.2.2天线功率自适应分配

5.3载波配对算法

5.4仿真结果和分析

第六章总结与展望

参考文献

在校期间发表的论文

致谢