分布式MIMO-OFDM的功率分配與自適應(yīng)調(diào)制技術(shù).pdf

1、下一代移動通信要求大容量和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，因此多輸入多輸出系統(tǒng)中的正交頻分復(fù)用技術(shù)受到學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注。現(xiàn)有的集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)的多根收、發(fā)天線均分別集中于一處，而分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的多根收、發(fā)天線均分別分布于不同的地理位置。與集中式MIMO-OFDM相比，分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的各對收發(fā)天線間鏈路更加獨(dú)立，具有大容量、低功耗、更好的覆蓋、對人體的低電磁損害等優(yōu)勢，被認(rèn)為是未來無線通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)。

2、 分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)比集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢，同時也具有其自身的特點。因此需要研究分布式．MIMO-OFDM系統(tǒng)適用的自適應(yīng)技術(shù)，以合理分配系統(tǒng)的開銷，同時還要改善或者保證系統(tǒng)性能。 考慮到分布式MIMO-OFDM：系統(tǒng)的上述問題，目前在分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)功率分配、自適應(yīng)調(diào)制以及和自適應(yīng)技術(shù)密切相關(guān)的信噪比估計技術(shù)方面的研究還比較少。本文擬在上述三個方面做一些工作：

3、本文針對在總的發(fā)射功率恒定的情況下，如何對子載波的功率進(jìn)行分配以提高分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)性能的問題，在多徑衰落信道下，研究了一種對子載波進(jìn)行功率分配的算法及其優(yōu)化算法。仿真結(jié)果表明，在考慮大尺度衰落的COST207 TU信道下，在誤碼率為10<'-3>和BPSK調(diào)制時，具有功率分配的分布式MIMO。OFDM系統(tǒng)與無功率分配的STBC分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，能夠獲得4 dB左右的性能增益。該算法在分布式MIMO-OFDM

4、系統(tǒng)的性能要好于其在集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能。同時，將兩個子載波分為一組的優(yōu)化自適應(yīng)功率分配算法性能比未進(jìn)行子載波分組前的性能有0.4 dB的損失。 本文針對如何減小分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)發(fā)射功率的問題，根據(jù)注水原理和貪婪算法，在多徑衰落信道下，研究了一種對系統(tǒng)子載波進(jìn)行比特和功率分配的自適應(yīng)調(diào)制算法及其優(yōu)化算法，使得在滿足所要求的系統(tǒng)性能的同時，系統(tǒng)的發(fā)射功率最小。仿真結(jié)果表明，在考慮大尺度衰落的COST20

5、7 Tu信道下，采用MQAM調(diào)制方式，在誤碼率為10<'-3>時，與最大似然檢測的STBC分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，自適應(yīng)調(diào)制的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠獲得約2.3dB的性能增益；和最大似然檢測的VBIAST分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，獲得的性能增益更明顯。仿真結(jié)果還表明，該算法在分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能要好于其在集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能。同時，將兩個子載波分為一組的優(yōu)化自適應(yīng)調(diào)制性能與未進(jìn)

6、行子載波分組前的性能近似。在本文研究的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)自適應(yīng)功率分配和自適應(yīng)調(diào)制算法中，考慮到自適應(yīng)技術(shù)對信號功率的影響，現(xiàn)有的AWGN信道中的信噪比估計算法無法直接使用，因此需要根據(jù)兩種不同自適應(yīng)技術(shù)的特點重新設(shè)計，相應(yīng)提出了基于均方誤差的兩種自適應(yīng)技術(shù)的噪聲功率估計方法。仿真結(jié)果表明，這種噪聲功率估計方法在兩種自適應(yīng)技術(shù)下都有較好的估計性能。自適應(yīng)功率分配的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)估計精度要稍好于自適應(yīng)調(diào)制的分布式M