OFDM下自适应调制算法的仿真研究

摘要

近年来，移动通信的不断发展，无线业务的不断增加，高速可靠的数据传输逐渐成为了无线通信的目标和要求。正交频分复用(OFDM)技术的基本原理为划分频率选择性衰落信道成若干窄带平坦衰落信道，结合保护间隔与循环前缀，具有抗多径时延、抗信道衰落、频谱利用率高的特点，同时又容易与多输入多输出(MIMO)技术结合成新的高速率数据传输技术，能够显著提高系统性能。
　　自适应调制技术是依据信道的瞬时状态信息，动态地为子载波分配不同的传输信息比特和发射功率，当信道状态良好时，采取高阶调制，增大系统的吞吐率，反之子载波则采取低阶调制，保证系统的可靠性。将OFDM技术与自适应调制技术结合能够大幅度地提升系统性能。
　　本文首先概述了自适应调制技术的研究背景和现状，简单介绍了本文的内容和结构安排，阐述了无线衰落信道的特点、OFDM技术理论，并详细介绍了自适应调制技术的基本理论和准则以及自适应OFDM系统的原理和实现。
　　然后重点研究了Chow算法、Hughes-Hartogs算法、Fischer算法这三种传统自适应调制算法，在衰落信道下仿真实现了这些算法，分析了其系统BER性能和吞吐率的差异，并且定量分析了不同算法的复杂度，比较它们性能差异和各自的优缺点。研究了不同子带宽度的SBLA算法，以及根据SBLA算法改进的动态子带划分算法，并分别进行了仿真实现，分析比较了这两种算法的算法复杂度、系统BER性能以及吞吐率的差异。
　　最后为进一步提高系统性能，本文引入了一种基于奇异值分解(SVD)的预编码技术，并详细验证了将自适应调制技术应用到MIMO-OFDM系统中的可行性。在MIMO-OFDM系统中，仿真实现了不同自适应调制算法，比较分析了不同算法的性能差异。仿真结果说明将OFDM技术和MIMO技术、自适应调制技术相融合能够更大幅度地提升系统性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要内容和结构安排

第2章 OFDM基本理论

2．1 无线信道的特性

2．1．1 大尺度衰落

2．1．2 小尺度衰落

2．2 OFDM技术

2．2．1 OFDM基本原理

2．2．2 OFDM中的关键技术

2．2．3 OFDM技术的主要优缺点

2．3 本章小结

第3章 自适应调制技术

3．1 自适应调制原理

3．1．1 自适应调制理论基础

3．1．2 自适应算法准则

3．2 自适应OFDM系统

3．2．1 自适应OFDM系统的原理

3．2．2 自适应OFDM系统的实现

3．3 本章小结

第4章 OFDM系统的自适应调制算法

4．1 基于子载波的自适应调制算法

4．1．1 Hughes-Hartogs算法

4．1．2 Chow算法

4．1．3 Fischer算法

4．1．4 仿真与分析

4．1．5 算法复杂度分析

4．2 基于子带的自适应调制算法

4．2．1 SBLA算法

4．2．2 动态子带划分算法

4．2．3 仿真与分析

4．2．4 算法复杂度分析

4．3 本章小结

第5章 自适应调制在MIMO-OFDM系统中的应用

5．1 MIMO-OFDM系统的基本原理

5．1．1 MIMO技术的原理

5．1．2 MIMO-OFDM系统基本结构

5．2 自适应MIMO-OFDM系统

5．3 仿真与分析

5．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文