分布式MIMO-OFDM系統(tǒng)中自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、未來無線通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)是為用戶提供具有服務(wù)質(zhì)量保證（quality of service,QoS）的高速率數(shù)據(jù)接入；由于頻譜資源緊張、多徑衰落和多用戶干擾，要實現(xiàn)上述目標(biāo)，必須提高頻譜利用率和鏈路可靠性。多輸入多輸出-正交頻分復(fù)用（Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing，MIMO-OFDM）系統(tǒng)可以提高傳輸速率和增強(qiáng)可靠性。分

2、布式天線系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)出現(xiàn)的切換頻繁、干擾增加、成本提高等問題。而自適應(yīng)技術(shù)可以根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境動態(tài)變化，實現(xiàn)自適應(yīng)優(yōu)化配置和合理資源分配。為此，論文將針對分布式多天線OFDM系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制（Adaptive Modulation，AM）技術(shù)的研究，以期充分利用有限的無線資源，提高系統(tǒng)頻譜效率，為AM技術(shù)在分布天線系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。全文的主要工作如下：
　　1.研究集中式 MIMO-OFDM系統(tǒng)中結(jié)合空頻分組

3、編碼（Space Frequency Block Coding，SFBC）的離散速率AM。根據(jù)M-QAM精確誤比特率（Bit Error Rate,BER）公式，提出自適應(yīng)改善門限，推導(dǎo)出系統(tǒng)的平均頻譜效率（Average Spectral Efficiency，ASE）和平均BER的準(zhǔn)確閉式表達(dá)式。數(shù)值結(jié)果表明，改善門限與真實門限取得較好的一致，避免了通常AM門限不準(zhǔn)確性所帶來頻譜效率損失，而且理論分析也與仿真一致。
　　2.研

4、究分布式多天線系統(tǒng)基于天線選擇的AM技術(shù)。給出分布式多天線系統(tǒng)模型和復(fù)合信道模型，并針對此模型進(jìn)行瞬時 BER約束條件下的AM方案性能分析。利用改善門限和數(shù)值積分法推導(dǎo)出系統(tǒng)ASE和平均BER的近似閉式表達(dá)式，實現(xiàn)了性能的有效評估。在此基礎(chǔ)之上，基于平均 BER約束條件，提出了一種聯(lián)合 KKT(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)條件優(yōu)化和Newton法的最優(yōu)自適應(yīng)門限算法，可克服通常瞬時BER約束帶來SE損失。仿真結(jié)果與理論

5、分析取得較好的一致，所提自適應(yīng)門限可以明顯提高系統(tǒng)SE。
　　3.研究分布式多天線OFDM系統(tǒng)中AM方案及門限優(yōu)化。建立分布式多天線OFDM系統(tǒng)模型，分析系統(tǒng)在復(fù)合衰落信道下的BER性能。在此基礎(chǔ)之上，給出系統(tǒng)離散速率自適應(yīng)調(diào)制方案，推導(dǎo)出ASE和BER閉式表達(dá)式。考慮到最優(yōu)門限的計算復(fù)雜性，提出了一種基于LM(Levenberg-Marquardt,LM)算法的次優(yōu)自適應(yīng)門限優(yōu)化方法，該方法在整個平均信噪比區(qū)域上只需要求出一組門