衰落信道上多用戶通信的優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、提高信道容量，高效率利用資源是無線通信的目標(biāo)之一。多用戶共享無線信道時，用戶間干擾是制約吞吐量的主要因素，同時無線信道的隨參特性造成接收信號的不確定性，降低了傳輸可靠性。本文主要目標(biāo)是提高無線衰落信道多用戶通信的容量，降低誤碼率，提供高效可靠的無線傳輸服務(wù)。
　　 OFDM和CDMA是下一代通信的重要技術(shù)，結(jié)合二者構(gòu)成多載波CDMA系統(tǒng)能對抗高速通信中的頻率選擇性衰落和窄帶干擾。但多載波中會有部分子信道處于深衰落，導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率

2、升高，論文中采用截斷深衰落時比特發(fā)射的方法，改善了多載波系統(tǒng)的性能。某個子信道處于深衰落時，傳輸誤碼率很高，還對其它子信道產(chǎn)生干擾，截斷此子信道上用戶的發(fā)射功率，能夠降低多用戶間的干擾，而且將節(jié)省的功率重新分配可以提高有效發(fā)射時的信號能量，從而提高通信質(zhì)量。截斷深衰落子信道上的信息發(fā)射，在接收端標(biāo)識為刪除，譯碼時相當(dāng)于已知錯誤位置，有利于譯碼。文中分析了結(jié)合糾錯編碼的功率截斷多載波系統(tǒng)的平均誤碼率性能，對瑞利衰落下的系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真，

3、可以看出系統(tǒng)誤比特率明顯降低，可容納的用戶數(shù)增加。
　　 通過截斷深衰落子信道上的信息發(fā)射提高了系統(tǒng)容量，對于剩余的子信道，最優(yōu)的功率分配方式是注水分配，但注水功率分配過于復(fù)雜不利于實際應(yīng)用?；诖耍撐挠懻摿硕嘤脩粼谌我馑ヂ涞臅r變信道中自適應(yīng)反饋的資源分配方法，提出了基于相關(guān)時間周期檢測的增量調(diào)整及基于容量變化自適應(yīng)反饋兩種功率分配方案，仿真了多徑衰落信道中自適應(yīng)反饋功率分配方式下多用戶OFDM系統(tǒng)的容量，通過與理想的注水分配

4、時的容量做比較，證明了本文自適應(yīng)反饋分配方法的性能與最佳分配基本一致，并能夠減少迭代次數(shù)，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了效率。
　　 多天線陣列中采用奇異值分解技術(shù)可形成獨立的并行信道，提高吞吐量，但要求發(fā)射端己知準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息，不易實現(xiàn)。機會波束技術(shù)利用多用戶分集達(dá)到與采用相干波束成形時相近的吞吐量，受到廣泛的關(guān)注。為了優(yōu)選隨機發(fā)射波束并減少系統(tǒng)中過多地反饋，論文提出了自適應(yīng)截斷機會波束技術(shù)。在用戶端預(yù)先設(shè)定截斷門限，只有接收的

5、信干噪比大于門限值時才反饋，基站截斷沒有反饋的發(fā)射波束，利用截斷達(dá)到優(yōu)選隨機波束、降低波束間干擾的目的，從而最大化系統(tǒng)容量，并減少了用戶反饋。通過分析與仿真多用戶自適應(yīng)截斷機會波束MISO系統(tǒng)在瑞利衰落信道上的性能，得到了不同環(huán)境中的最佳截斷門限，并證明了最佳門限下的自適應(yīng)截斷機制提高了系統(tǒng)的吞吐量。為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)反饋，提出詢問反饋策略下的自適應(yīng)截斷機會波束技術(shù)，基站隨機詢問用戶端，用戶只有在被詢問且接收信干噪比大于門限值時，才能反

6、饋，基站與第一個反饋的用戶通信，并停止對該波束地詢問。系統(tǒng)中反饋的用戶數(shù)在陣元個數(shù)以內(nèi)，有效降低了反饋量，若所有用戶對某一波束的接收信干噪比均低于門限值，截斷該波束。論文中分析并仿真了瑞利信道中詢問反饋策略下的自適應(yīng)截斷機會波束技術(shù)的性能，證明了能夠大幅度降低反饋量，并提高系統(tǒng)中用戶數(shù)較少時的吞吐量。
　　 為了有效降低用戶間干擾，提出一種基于空域濾波和最大比合并的組合天線陣列，解決了多用戶無線通信中同時存在的共道干擾和衰落的問