结合阵列技术的OFDM系统中功率控制算法研究

论文摘要

正交频分复用（OFDM）技术通过把宽带频率选择性衰落信道划分成众多窄带平衰落信道，可以减小多径衰落的影响。如何降低共道干扰（CCI）是提高多用户系统总容量的关键问题。在多用户OFDM系统中，功率控制技术可有效地降低发射功率，控制共道干扰。以往的功率控制算法研究，主要是针对单输入单输出（SISO）系统。当接收端具有多个接收天线时，结合阵列天线的波束形成技术，开展了单输入多输出（SIMO）系统中的功率控制算法研究。多天线接收为功率控制算法提供了另外的自由度：空间波束形成。基于拉格朗日乘数法，推导给出了线性约束最小方差（LCMV）准则下的最优空间权矢量的表达式。在各基站都满足SINR门限的条件下，结合最优空间权矢量算法，推导给出了OFDM每一个子载波发射功率矢量的一种迭代算法。理论分析和仿真结果表明，同一SINR门限条件下SIMO-OFDM系统的发射功率明显小于单输入单输出（SISO）-OFDM系统的发射功率。信息论研究表明，多输入多输出（MIMO）技术能够显著提高无线信道的频谱效率，与OFDM相结合的MIMO-OFDM系统能够在宽带信道中获得更高的频谱效率，因而可实现更高的数据传输速率。在单用户MIMO-OFDM系统中，注水功率分配算法能够获得比平均功率分配算法更大的系统容量。在多用户MIMO-OFDM系统中，采用注水功率分配算法的功率控制技术值得研究，以期获得更大的系统总容量。对相应的问题进行了一些分析讨论，为未来的研究工作奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 宽带无线通信
• 1.2 无线网络的分层结构
• 1.3 物理层
• 1.3.1 调制标准
• 1.3.2 交织技术
• 1.3.3 信道编码
• 1.4 多路访问控制（MAC）层
• 1.5 网络层
• 1.6 服务质量（QoS）
• 1.7 干扰及容量
• 1.8 本文结构
• 第2章 无线信道传播模型及阵列技术
• 2.1 无线信道模型
• 2.2 阵列技术
• 2.2.1 波束形成
• 2.2.2 空时编码
• 第3章 正交频分复用技术（OFDM）
• 3.1 OFDM 技术的发展过程
• 3.2 OFDM 技术的优缺点
• 3.3 OFDM 技术的基本原理
• 3.3.1 OFDM 系统的实现
• 3.3.2 OFDM 技术的基带实现原理
• 3.4 功率的峰均比（PAPR）
• 3.4.1 高峰均比（PARP）概述
• 3.4.2 减小 OFDM 峰均比的技术
• 第4章 应用自适应波束形成技术的迭代功率分配算法
• 4.1 研究动机与意义
• 4.2 结合自适应波束形成的 OFDM 系统中功率控制算法
• 4.2.1 迭代思想
• 4.2.2 系统配置
• 4.2.3 自适应迭代功率控制算法
• 4.3 仿真过程与性能结果分析
• 第5章 MIMO-OFDM 系统的功率控制和功率分配
• 5.1 研究动机与意义
• 5.2 MIMO 系统模型
• 5.3 最优功率分配──注水原理
• 5.4 功率分配与功率控制结合的分析
• 第6章 结论及展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 待展开的工作及展望
• 参考文献
• 致谢