分布式MIMO-OFDM的功率分配與自適應調制技術.pdf

1、下一代移動通信要求大容量和高質量的數(shù)據(jù)傳輸，因此多輸入多輸出系統(tǒng)中的正交頻分復用技術受到學術界及產(chǎn)業(yè)界的關注。現(xiàn)有的集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)的多根收、發(fā)天線均分別集中于一處，而分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的多根收、發(fā)天線均分別分布于不同的地理位置。與集中式MIMO-OFDM相比，分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的各對收發(fā)天線間鏈路更加獨立，具有大容量、低功耗、更好的覆蓋、對人體的低電磁損害等優(yōu)勢，被認為是未來無線通信系統(tǒng)中的重要技術。

2、 分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)比集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢，同時也具有其自身的特點。因此需要研究分布式．MIMO-OFDM系統(tǒng)適用的自適應技術，以合理分配系統(tǒng)的開銷，同時還要改善或者保證系統(tǒng)性能。 考慮到分布式MIMO-OFDM：系統(tǒng)的上述問題，目前在分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)的自適應功率分配、自適應調制以及和自適應技術密切相關的信噪比估計技術方面的研究還比較少。本文擬在上述三個方面做一些工作：

3、本文針對在總的發(fā)射功率恒定的情況下，如何對子載波的功率進行分配以提高分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)性能的問題，在多徑衰落信道下，研究了一種對子載波進行功率分配的算法及其優(yōu)化算法。仿真結果表明，在考慮大尺度衰落的COST207 TU信道下，在誤碼率為10<'-3>和BPSK調制時，具有功率分配的分布式MIMO。OFDM系統(tǒng)與無功率分配的STBC分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，能夠獲得4 dB左右的性能增益。該算法在分布式MIMO-OFDM

4、系統(tǒng)的性能要好于其在集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能。同時，將兩個子載波分為一組的優(yōu)化自適應功率分配算法性能比未進行子載波分組前的性能有0.4 dB的損失。 本文針對如何減小分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)發(fā)射功率的問題，根據(jù)注水原理和貪婪算法，在多徑衰落信道下，研究了一種對系統(tǒng)子載波進行比特和功率分配的自適應調制算法及其優(yōu)化算法，使得在滿足所要求的系統(tǒng)性能的同時，系統(tǒng)的發(fā)射功率最小。仿真結果表明，在考慮大尺度衰落的COST20

5、7 Tu信道下，采用MQAM調制方式，在誤碼率為10<'-3>時，與最大似然檢測的STBC分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，自適應調制的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)能夠獲得約2.3dB的性能增益；和最大似然檢測的VBIAST分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)相比，獲得的性能增益更明顯。仿真結果還表明，該算法在分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能要好于其在集中式MIMO-OFDM系統(tǒng)中的性能。同時，將兩個子載波分為一組的優(yōu)化自適應調制性能與未進

6、行子載波分組前的性能近似。在本文研究的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)自適應功率分配和自適應調制算法中，考慮到自適應技術對信號功率的影響，現(xiàn)有的AWGN信道中的信噪比估計算法無法直接使用，因此需要根據(jù)兩種不同自適應技術的特點重新設計，相應提出了基于均方誤差的兩種自適應技術的噪聲功率估計方法。仿真結果表明，這種噪聲功率估計方法在兩種自適應技術下都有較好的估計性能。自適應功率分配的分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)估計精度要稍好于自適應調制的分布式M