LTE自适应调制编码技术研究

论文摘要

为了提高3GPP的竞争力，抗衡全球微波互联接入（WiMAX）的迅速崛起，3GPP在2004年11月启动了3GPP长期演进（LTE）。以正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）为核心技术的LTE系统在下行链路20MHz带宽下最多可以提供高达100Mbps的数据传输速率，而其在上行链路也能提供高达50Mbps的数据传输速率。这不仅提高了系统的频谱利用率，也极大地满足了用户对于高速数据传输的需求。由于无线信道存在着较强的时变衰落，OFDM系统在发送端采用自适应调制编码（AMC）技术，以降低系统的误帧率（FER），获得最大的系统吞吐量。基于子带划分的自适应调制算法有3种，本文采用的是固定阈值法，其中确定子带信噪比的算法主要有：最差子载波替代法、最佳子载波替代法、均值法以及修正均值法。自适应调制编码方案（MCS）是将自适应调制方式与编码速率绑定在一起，根据信道估计得到的信道质量指示（CQI）而选择不同的调制编码方式。本文以LTE下行链路物理层系统为模型，重点分析了一种基于子带最优阈值搜索的自适应调制编码方案，并在不同的条件下对系统性能与其它方案做了比较。分析与仿真结果表明，在满足目标FER的条件下，采用该方案的系统吞吐量要较固定MCS方案和4种常用的AMC方案有明显的提升；当子载波分组数增大时，系统的FER会先减小再增大，但都满足目标FER，且系统的吞吐量会一直增大，但增加的幅度会越来越小；当系统终端移动速度增大时，采用AMC方案较采用固定MCS方案在系统吞吐量上的优势将不再明显，在高信噪比条件下甚至会低于固定MCS方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 LTE 系统自适应调制编码关键技术
• 2.1 OFDM 技术
• 2.1.1 OFDM 基本原理
• 2.1.2 OFDM 技术优缺点
• 2.1.3 OFDM 系统实现
• 2.2 自适应技术在LTE 系统中的应用
• 2.2.1 自适应技术理论基础
• 2.2.2 自适应技术在OFDM 系统中的实现
• 2.3 自适应调制OFDM 系统
• 2.3.1 自适应调制OFDM 系统基本原理
• 2.3.2 自适应调制OFDM 系统的实现步骤
• 2.4 自适应调制与编码OFDM 系统
• 2.4.1 自适应调制与编码OFDM 系统基本原理
• 2.4.2 自适应调制与自适应调制与编码的区别
• 2.5 调制技术
• 第三章 OFDM 系统自适应调制算法
• 3.1 基于子载波比特和功率分配的OFDM 自适应调制算法
• 3.1.1 Hughes -Hartogs 梯度分配算法
• 3.1.2 P.S.Chow 算法
• 3.1.3 Fischer 算法
• 3.1.4 三种基于子载波比特和功率分配算法的性能比较
• 3.2 基于子带划分的OFDM 自适应调制算法
• 3.3 两类自适应调制算法性能比较
• 第四章 LTE 下行链路自适应调制与编码方案
• 4.1 基于固定阈值算法的自适应调制编码方案
• 4.1.1 四种确定子带信噪比的自适应调制编码方案
• 4.1.2 一种基于子带最优阈值搜索的自适应调制编码方案
• 4.1.3 五种自适应调制编码方案性能比较
• 4.2 LTE 下行链路自适应调制编码系统
• 4.2.1 信道编译码
• 4.2.2 数据速率匹配
• 4.2.3 调制与解调
• 4.2.4 信道
• 第五章 算法性能仿真
• 5.1 仿真模型的搭建
• 5.2 确定仿真参数
• 5.3 固定MCS 阈值的确定
• 5.4 算法仿真结果和性能分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 后续的工作和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间所发表的论文