多用戶MIMO-OFDM系統(tǒng)中的自適應子載波分配研究.pdf

1、本論文正是在國家“十五”863計劃重大專項課題“新一代蜂窩移動通信系統(tǒng)無線傳輸鏈路技術研究（FuTURE）”（2001AA123014）和國家自然科學基金重大項目“未來移動通信系統(tǒng)基礎理論與技術研究”（60496310）的資助下，開展了對于多用戶MIMO-OFDM系統(tǒng)中自適應子載波分配問題的研究。與SISO-OFDM系統(tǒng)中對于自適應子載波分配的研究不同，在MIMO-OFDM環(huán)境中，我們需要針對特定的傳輸策略和設計目標，推導相應的子載波分

2、配策略或算法。選取什么樣的準則，能獲得多大的增益，以及如何使它們更加實用，是本文始終圍繞的三個問題。通過本文的研究，我們較為系統(tǒng)和完整地給出了多用戶MIMO-OFDM中的子載波分配解決方案，其中包括了不同傳輸策略和目標下的自適應分配準則和算法。對于它們在實際系統(tǒng)中應用可能面臨的諸多問題，我們也給出了較為詳細的討論和相應的解決方法。具體而言，我們分別研究了基于波束成型、空時分組碼和空間復用等三種具有代表性的傳輸策略下的多用戶OFDM系統(tǒng)。

3、前兩種多天線系統(tǒng)能夠提供高可靠性的傳輸，在其中，我們分別提出了能夠使總的發(fā)射功率最小的子載波分配策略。性能分析和仿真結(jié)果表明，我們提出的自適應子載波分配準則相對于靜態(tài)的分配方式有明顯的性能改善。陣列增益和空間分集增益一方面使信道的衰落程度得到了緩解，另一方面也在一定程度上削弱了多用戶分集效應，但自適應子載波分配仍然能進一步提高基于波束成型和基于空時分組碼的OFDM系統(tǒng)的性能。此外，我們還探討了與自適應調(diào)制結(jié)合的意義，推導了在部分信道信息

4、下具有較好魯棒性的分配準則，以及能夠保證不同用戶QoS的分配算法等?？臻g復用系統(tǒng)能夠提供較高的頻譜效率，在這種結(jié)構(gòu)下，我們分別以改善性能和提高容量為目標，推導了不同的子載波分配準則。所得的結(jié)果能夠應用于備受關注的V-BLAST系統(tǒng)，在ZF和SIC等不同檢測方式下，我們都給出了相應的分配策略。從數(shù)學分析和仿真驗證來看，在復用系統(tǒng)中通過自適應子載波分配能獲得比波束成型和空時碼系統(tǒng)中使用這一技術更大的性能改進，這得益于該系統(tǒng)中多天線的主要貢獻

5、是增大容量而非提高可靠性。通過選取合適的準則，自適應子載波分配也能夠進一步提升基于空間復用的OFDM系統(tǒng)的容量。我們分別給出了子載波被用戶“獨占”和“共享”的分配準則，它們相比靜態(tài)的分配方式都有很可觀的頻譜效率提高。其中，“共享”方式效果最好，而從平衡復雜度、開銷和容量提升的角度來考慮，“獨占”準則無疑是可行的選擇。另外，我們又分別討論了降低實現(xiàn)子載波分配的開銷和復雜度的可行方案，以及能保證用戶間資源分配“公平性”的分配算法等。通過全文