多用戶MIMO-OFDM下行鏈路自適應(yīng)資源分配技術(shù)的研究.pdf

1、隨著無線寬帶服務(wù)需要的日益增長，未來無線系統(tǒng)需要提供各種不同服務(wù)質(zhì)量的更高速的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。然而，由于無線頻率資源的有限，這就要求用更先進的技術(shù)實現(xiàn)更高效的資源利用。為了在有限的無線資源及苛刻的無線信道條件下滿足用戶需求，MIMO-OFDM這項新技術(shù)因其在無線環(huán)境中的卓越性能表現(xiàn)，受到越來越多學者的研究。由于無線信道的頻率選擇性和時變性，MIMO-OFDM系統(tǒng)結(jié)合自適應(yīng)資源分配技術(shù)可進一步提高系統(tǒng)的傳輸速率、信道容量、頻譜效率及功率利用

2、率等性能。自適應(yīng)MIMO-OFDM系統(tǒng)，已經(jīng)成為支持寬帶多媒體服務(wù)的實現(xiàn)無線信道高速數(shù)據(jù)傳輸最具希望的物理層解決方案之一。
　　然而，自適應(yīng)MIMO-OFDM系統(tǒng)仍存在很多待研究的問題，例如：并行子信道數(shù)多導(dǎo)致自適應(yīng)資源分配算法復(fù)雜度高，很難在實際系統(tǒng)中應(yīng)用；共道干擾隨用戶空間相關(guān)性的增大而加劇，使自適應(yīng)資源分配算法的性能降低；信道狀態(tài)信息的準確性，對自適應(yīng)資源分配算法的性能存在很大的影響。因此，研究MIMO-OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)

3、資源分配算法，對改進系統(tǒng)性能、降低實現(xiàn)復(fù)雜度具有重要的實際意義。
　　本文針對MIMO-OFDM下行鏈路，重點研究改進基站發(fā)射功率利用率及頻譜效率等系統(tǒng)性能的同時降低實現(xiàn)復(fù)雜度的自適應(yīng)資源分配算法。首先對MIMO-OFDM系統(tǒng)的波束形成、共道干擾抑制、空時分組碼及空時分組碼結(jié)合波束形成等基本原理進行了系統(tǒng)分析，為后續(xù)研究提供了充分的依據(jù)。
　　針對單用戶MIMO-OFDM系統(tǒng)，在瑞利分塊衰落信道下，研究了滿足速率及誤比特率要

4、求時最小化系統(tǒng)功率的問題，提出降低實現(xiàn)復(fù)雜度的子信道空時頻域動態(tài)分組的比特功率分配算法。算法利用奇異值分解將MIMO-OFDM信道等效為并行子信道，基于子信道特征值的排序統(tǒng)計特性實現(xiàn)空域分組；基于各空域分組子信道的頻域相關(guān)性實現(xiàn)子信道連續(xù)分組與排序分組相結(jié)合的頻域再分組；基于分塊衰落特性實現(xiàn)時域分組；應(yīng)用組貪婪算法實現(xiàn)比特功率分配。算法在幾乎沒有性能損失的同時，降低了計算復(fù)雜度，減少了用于傳遞各子信道傳輸參數(shù)的下行信令開銷。
　　

5、針對多用戶基于波束形成的MIMO-OFDM系統(tǒng)，在部分相關(guān)信道下，通過對用戶空間相關(guān)性與系統(tǒng)性能的研究，提出按用戶空間相關(guān)性分組的子載波獨占方式與共享方式相結(jié)合的資源分配算法，不僅提高了存在空間高度相關(guān)用戶時系統(tǒng)的性能，而且減少了基站所需發(fā)射天線數(shù)，降低了計算復(fù)雜度。算法按用戶空間相關(guān)性對用戶分組，組內(nèi)以獨占方式分配子載波，組間以共享方式分配子載波。重點研究了基于用戶中心角導(dǎo)引向量的改進迫零算法的共道干擾抑制?；趯?dǎo)數(shù)約束法對干擾用戶方

6、向的零陷展寬，提高了迫零算法共道干擾抑制的性能；利用求解各用戶組信道矩陣零空間交集的方法降低了迫零算法的計算復(fù)雜度；利用基于各組邊緣用戶中心角導(dǎo)引向量的用戶組迫零方法，進一步降低了算法的計算復(fù)雜度。
　　針對多用戶基于空時分組碼結(jié)合波束形成的MIMO-OFDM系統(tǒng)，在部分相關(guān)信道，研究了基站端存在兩種不同方式的信道估計誤差時，改進系統(tǒng)性能的子載波共享方式的自適應(yīng)資源分配算法。針對H型信道估計誤差提出基于收發(fā)結(jié)合迫零共道干擾抑制的空