OFDM系统中自适应调制算法的研究

论文摘要

随着无线移动通信和无线局域网的快速发展,移动通信需要利用有限的频谱资源实现高速率数据传输和多媒体业务,因此在频谱资源异常紧张的今天,需要采取频谱效率高的,抗衰落能力好的技术来提高通信系统的性能。正交频分复用(OFDM)作为一种特殊的多载波传输技术,具有很好的抗多径传播和抗频率选择性衰落性能。自适应调制技术作为一种提高频谱效率的最优方式之一,能够尽可能的提高传输效率和系统性能；因为OFDM技术能够有效的对抗多径衰落,因此将自适应调制技术应用于OFDM系统中,技术上可以相互补充,且适用于未来高速率和高服务质量要求的移动通信系统。本文介绍了OFDM系统自适应调制技术的研究现状以及两种经典的无线信道传输模型；深入研究了几种传统自适应调制算法,包括Greedy、Fischer、Chow和基于SNR门限的固定分组比特分配(SBLA)算法,并对这几种算法进行了分析。本文针对目前传统Campello算法存在的计算量大以及传统固定SNR门限自适应调制算法存在的功率裕量的问题,提出了有效的,易于实现的OFDM自适应调制算法方案。首先,针对传统Campello算法中采用固定单比特步长导致其计算量大这一缺陷,提出了一种变比特调整步长的比特分配算法,该算法加快了收敛速度,大大降低了算法计算量,同时在比特预分配阶段加入目标误码率因子,提高了算法的灵活性,仿真表明该算法在保证性能的同时,降低了算法计算量。其次,针对传统固定SNR门限自适应调制算法功率裕量的问题,提出了一种吞吐量最大化算法,该算法充分利用功率裕量,调整各子载波调制模式,使吞吐量达到最大,仿真结果表明,该算法在保障信息传输质量的情况下,提高了系统传输效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 无线通信的发展现状
• 1.2 OFDM自适应调制技术的研究意义及研究现状
• 1.2.1 研究意义
• 1.2.2 国内外发展现状
• 1.3 OFDM系统自适应调制技术
• 1.4 论文的主要工作和内容安排
• 第2章 无线移动通信信道模型
• 2.1 无线信道概述
• 2.1.1 大尺度传播模型
• 2.1.2 小尺度传播模型
• 2.2 多径信道模型
• 2.2.1 频率选择性多径信道模型
• 2.2.2 瑞利信道模型
• 2.2.3 莱斯信道模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 OFDM基本原理及自适应调制技术
• 3.1 OFDM系统的基本原理
• 3.1.1 IQ调制/解调
• 3.1.2 OFDM调制/解调
• 3.1.3 OFDM系统模型
• 3.1.4 OFDM系统的优缺点
• 3.2 OFDM系统自适应调制技术
• 3.2.1 自适应调制OFDM系统的基本结构
• 3.2.2 自适应调制OFDM数学模型
• 3.2.3 自适应调制的实现方式
• 3.2.4 影响自适应调制OFDM系统性能的因素
• 3.3 本章小结
• 第4章 传统OFDM系统自适应调制算法
• 4.1 自适应分配理论基础
• 4.1.1 注水原理
• 4.1.2 自适应分配准则
• 4.2 传统OFDM自适应调制算法
• 4.2.1 Hughes-Hartog算法
• 4.2.2 Chow算法
• 4.2.3 Fischer算法
• 4.2.4 SBLA算法
• 4.2.5 传统自适应调制算法性能分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于传统OFDM自适应调制算法的改进
• 5.1 基于Campello自适应调制算法
• 5.1.1 Campello算法
• 5.1.2 基于Campello自适应调制算法的改进
• 5.1.3 仿真实验结果
• 5.2 基于SNR门限的自适应调制算法
• 5.2.1 SNR门限算法
• 5.2.2 基于SNR门限自适应调制算法的改进
• 5.2.3 仿真实验结果
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结
• 参考文献
• 致谢