多用户OFDM系统的子载波和比特分配算法研究

摘要

OFDM(正交频分复用)最突出的优点是频谱利用率高、抗多径时延能力强,适合未来高速宽带无线通信的应用。在宽带移动OFDM系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。需要研究更加有效的无线资源分配及管理策略,以便在有限的带宽上达到更高频谱效率、更高的发射功率利用率以及更好的系统性能。因此自适应资源分配得到广泛关注,是当前OFDM研究热点问题之一。 在多径频率选择性衰落信道中,不同的子信道受到不同的衰落,具有不同的传输能力,在多用户OFDM系统中,由于传输路径不同,各用户的信道衰落是相互独立的。各个子信道的衰落情况不一样,对于一个用户呈现出深衰落的子载波不一定对其他用户也呈现深衰落。因此可以考虑一种根据瞬时信道特性来为每一个用户分配子载波的多用户子载波分配方法。这样只有当一个子载波在所有的用户中都处于深衰落时才会被弃用,从而更有效地利用信道资源。 目前,对于多用户系统中的资源分配问题有许多研究方法,这些方法大体上可以分为两类：静态分配方法和动态分配方法。静态分配方法有两种典型的分配策略：OFDM-TDMA和OFDM-FDMA。静态分配算法中,子载波和比特的分配是预先设定的,没有充分地利用瞬时信道增益信息。本文主要分析动态分配算法,从给定总数据速率条件下的总体发射功率最小化问题和给定总发射功率限制条件下的数据速率最大化问题两个角度研究了OFDM系统的资源分配问题。本文在已有算法的基础上研究了一种改进的多用户OFDM系统子载波和比特分配算法。本算法采用分步的思想对系统资源进行动态分配,在给定误码率和用户最小传输速率要求的条件下,使系统总的发送功率最小。仿真结果表明,该算法计算简单,优化效率高。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景及问题的提出

1.2 OFDM的发展及应用前景

1.2.1 OFDM的发展历史

1.2.2 OFDM的应用前景

1.3 OFDM系统中比特和子载波分配问题的研究现状

1.3.1单用户条件下的比特分配方法

1.3.2多用户子载波分配算法

2 OFDM技术的基本原理

2.1 OFDM基本原理

2.1.1信道容量分析

2.1.2 OFDM基本原理

2.1.3 IFFT/FFT原理

2.1.4 OFDM基本参数的选则

2.1.5 OFDM系统仿真

2.2 OFDM系统的优缺点

2.3 OFDM系统的关键技术

3无线衰落信道与自适应OFDM系统基本原理

3.1无线衰落信道

3.2自适应OFDM系统基本原理

3.2.1自适应技术的理论基础

3.2.2自适应技术的实现

4 OFDM系统的资源分配方案

4.1 OFDM系统资源的静态分配

4.1.1TDMA方式

4.1.2 FDMA方式

4.2 OFDM系统资源的动态分配

4.2.1分配算法的优化准则

4.2.2动态资源分配的根据

4.2.3信道分配的概念

4.2.4比特分配的概念

5 OFDM系统子载波和比特分配

5.1系统模型

5.2调制方案的选择

5.2.1 M-QAM调制方式分析

5.2.2 M-PSK调制方式分析

5.3算法分析

5.3.1注水原理

5.3.2 greedy算法

5.3.3误码率性能最优化的算法-Fischer算法

5.3.4联合子载波、功率分配算法

5.3.5一种改进的子载波、功率分配算法

6结束语

致谢

参考文献