多载波系统自适应比特和功率分配算法的研究

摘要

多载波系统具有抗多径干扰能力强、频谱利用率高的优点，非常适合未来的高速无线传输应用。在多载波系统中，不同的子载波经受不同的信道衰落，具有不同的传输能力。通过研究有效的无线资源分配策略，可以提高多载波系统的传输性能。因此自适应分配算法得到广泛关注，是当前多载波系统研究的热点问题之一。本文在对多载波系统自适应分配算法进行认真研究的基础上，主要完成以下的工作： 本文首先介绍了几种典型的自适应比特和功率分配算法，并对Fischer算法进行了改进，提出了Fischer-Evo算法。然后分析了它们对于OFDM系统性能的改善情况和计算复杂度。仿真结果表明，Fischer-Evo算法无论是在性能上还是在效率上都比其他算法有更好的表现，适合在实际系统中使用。 本文为固定速率的OFDM系统提出了一种追踪．可控自适应分配算法。该算法利用前一次的分配信息作为无线资源的预分配，通过局部调整来实现系统的最优或次优分配。并且可以通过设置调整门限来控制计算的次数，在牺牲一定性能的情况下降低复杂度，达到性能和效率的平衡。仿真结果表明，该算法的计算复杂度小，运算效率很高。 本文为变速率的OFDM系统提出了一种高效变速率自适应分配算法，利用仙农公式和拉格朗日公式把系统的优化目标和限制条件结合起来，解出最优的理论分配结果。接着通过比特取整过程以及部分子载波功率和比特调整过程，实现系统资源的合理分配。仿真结果表明，该算法性能优良，运算速度快。 MC-CDMA是OFDM技术和CDMA技术的有效结合。为了把自适应分配算法应用到MC-CDMA中，本文提出一种高效MC-CDMA自适应分配算法。该算法借鉴OFDM系统中自适应分配算法的思想，为各个扩频支路确定合适的比特数目和发射功率。仿真结果表明，该算法能够大大降低发射功率，优化系统的性能。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2 OFDM原理简介

1.3自适应分配技术介绍

1.3.1自适应分配技术历史

1.3.2 OFDM中自适应分配算法的实现过程

1.3.3自适应OFDM系统模型

1.3.4自适应分配算法的分类

1.4论文贡献及内容安排

第二章典型的自适应比特和功率分配算法

2.1自适应分配技术的理论基础

2.2对几种典型自适应分配算法的分析

2.3算法性能仿真和讨论

2.3.1信道模型和系统参数

2.3.2仿真结果

2.4三种算法复杂度的分析

2.5本章小结

第三章追踪-可控固定速率自适应分配算法

3.1算法原理

3.1.1子载波排序分组

3.1.2计算载波组中增加的最小功率和减小的最大功率

3.1.3找出最小所需增加功率子载波的组号和最大所能减小功率子载波的组号

3.1.4设置门限Threshold

3.1.5子载波间交换比特

3.2算法流程

3.3算法性能仿真和讨论

3.3.1信道模型和系统参数

3.3.2仿真结果

3.4算法复杂度分析

3.5本章小结

第四章高效变速率自适应分配算法

4.1算法原理

4.1.1功率和比特的理论分布

4.1.2除去不可用的子载波

4.1.3比特取整

4.1.4部分子载波的功率和比特调整

4.2算法流程

4.3算法性能仿真和讨论

4.3.1信道模型和系统参数

4.3.2仿真结果

4.4算法复杂度分析

4.5本章小结

第五章MC-CDMA中的自适应分配算法

5.1 MC-CDMA技术原理

5.2自适应MC-CDMA系统

5.3高效MC-CDMA自适应分配算法描述

5.4算法性能仿真和讨论

5.4.1信道模型和系统参数

5.4.2仿真结果

5.5本章小结

第六章结论

6.1论文工作总结

6.2今后工作展望

参考文献

致谢

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