MIMO-OFDM系统中自适应资源分配算法的研究

论文摘要

随着宽带无线通信技术的不断发展和广泛应用,人们对高速率数据传输和无线多媒体的需求越来越高。多输入多输出（MIMO）技术在发射端和接收端利用多个空间分散的天线进行信号的发射和接收,从而在多径环境下获得空间分集,可以在不增加系统带宽的情况下显著提高系统容量。正交频分复用（OFDM）技术可以把频率选择性衰落信道转化成一组正交的平坦衰落信道,可以将OFDM技术应用到MIMO系统中来克服多径衰落的影响。MIMO-OFDM技术融合了MIMO和OFDM技术二者的优点,已被广泛认为是未来第四代移动通信系统的主要物理层技术。论文研究了多用户MIMO-OFDM系统子载波、比特和功率分配算法。在多址接入环境下,同一时刻多个用户共享信道资源,由于各个用户的信道特性不同,要求的传输速率和服务质量也不同,为了提高信道容量和最大限度的满足用户需要,就要实时地为每个用户分配子载波以及比特和功率。论文针对多用户MIMO-OFDM系统,通过奇异值分解（SVD）将MIMO信道变成平行子信道,然后再利用自适应分配算法进行子信道分配,优化系统的性能,降低计算的复杂度。论文首先讨论了多用户MIMO-OFDM系统的一般自适应子载波分配算法,然后提出了一种基于贪婪原理的改进子载波分配算法。仿真表明本文提出的算法有比较好的系统性能。接着研究了单用户MIMO-OFDM系统中基于贪婪算法的比特和功率的分配算法。结合多用户子载波算法以及单用户比特和功率算法,本文还提出了基于边值自适应（MA）原理的改进自适应资源分配算法。通过仿真验证了此算法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 自适应资源分配技术的研究现状
• 1.3 论文的研究内容及研究方法
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 MIMO-OFDM系统原理
• 2.1 无线信道的多径衰落
• 2.2 MIMO原理简介
• 2.2.1 MIMO信道模型
• 2.2.2 MIMO信道容量
• 2.3 OFDM原理简介
• 2.3.1 OFDM基本原理
• 2.3.2 OFDM系统的结构
• 2.4 MIMO-OFDM系统的原理
• 2.4.1 MIMO-OFDM系统模型
• 2.4.2 MIMO-OFDM系统的关键技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 多用户子载波分配及单用户比特功率分配
• 3.1 SVD预编码原理
• 3.1.1 SVD预编码
• 3.1.2 SVD预编码在MIMO-OFDM系统的应用
• 3.2 多用户MIMO-OFDM系统子载波分配
• 3.2.1 一般自适应子载波分配算法
• 3.2.2 改进的子载波分配算法
• 3.2.3 仿真结果与性能分析
• 3.3 单用户比特功率的分配
• 3.3.1 注水算法
• 3.3.2 贪婪算法
• 3.3.3 运用贪婪算法动态分配比特和功率
• 3.3.4 仿真结果与性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 多用户MIMO-OFDM系统自适应资源分配
• 4.1 满足用户公平性的自适应资源分配算法
• 4.1.1 系统模型
• 4.1.2 模型求解
• 4.1.3 仿真结果与性能分析
• 4.2 改进自适应资源分配算法
• 4.2.1 系统模型
• 4.2.2 模型求解
• 4.2.3 仿真结果及性能分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 未来研究展望
• 致谢
• 参考文献