OFDM系統(tǒng)的載波間干擾及功率優(yōu)化.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是通信系統(tǒng)中的熱點(diǎn)問題。結(jié)合多天線技術(shù)以及中繼增強(qiáng)型通信系統(tǒng)，本文研究了MIMO-OFDM系統(tǒng)中載波間干擾的產(chǎn)生以及發(fā)送端預(yù)處理方案和接收端均衡技術(shù)、用于OFDM子載波間功率分配的碼本設(shè)計方案、中繼增強(qiáng)型通信網(wǎng)中OFDM系統(tǒng)的功率分配以及多中繼間的聯(lián)合優(yōu)化等問題。主要內(nèi)容如下： 1. 提出了一種簡化的用于OFDM系統(tǒng)子載波間功率分配的碼本設(shè)計方案。該方案以最小化誤比特率為出發(fā)點(diǎn)，生成了一種統(tǒng)計最優(yōu)的功

2、率分配碼本。與現(xiàn)有的矢量量化的Lloyd搜索算法相比，這種新的碼本設(shè)計方案不需要產(chǎn)生大量的信道碼本空間，因此可以在較為簡單的情況下設(shè)計生成，避免大量的搜索過程。另外，由于這種新的功率分配碼本設(shè)計方案只與系統(tǒng)子載波個數(shù)有關(guān)，與移動終端隨機(jī)參數(shù)無關(guān)，因此具有更好的魯棒性。 2. 提出了一種發(fā)射端抑制OFDM載波間干擾的參數(shù)化多項式對消編碼方案。在已知信道某些統(tǒng)計參數(shù)的條件下，可以提高編碼的有效性。這種基于參數(shù)化的多項式對消編碼方案不

3、僅可以克服由于頻率偏移所產(chǎn)生的載波間干擾，也可以被應(yīng)用在信道快時變的情況下。理論分析表明，通過參數(shù)的優(yōu)化可以使系統(tǒng)的載波干擾比達(dá)到統(tǒng)計最大化。 3. 針對OFDM系統(tǒng)的載波間干擾問題，提出了接收端的簡化分層檢測方案。將線性快時變信道環(huán)境下，載波間干擾的統(tǒng)計特性推廣到一般情況下，提出了一種基于干擾消除的線性檢測方法，它可以獲取較好的系統(tǒng)性能，同時又不需要付出太高的計算復(fù)雜度。 4. 針對用戶單天線的MISO通信環(huán)境，提出了

4、一種利用發(fā)送端空間分集抑制OFDM系統(tǒng)中的載波間干擾的相位旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案。與傳統(tǒng)的多項式對消編碼方案相比，這種新的思路可以在空間資源環(huán)境允許的情況下提高頻譜資源利用率。 5. 針對中繼增強(qiáng)型OFDM通信系統(tǒng)，提出了一種源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合功率優(yōu)化方案。在給定系統(tǒng)傳輸速率的要求下，尋求最小化系統(tǒng)發(fā)送總功率。通過仿真和分析可以看出，所提出的這種新的功率優(yōu)化方案可以有效地降低源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)所需的發(fā)送功率，對于延長源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)電池

5、的使用壽命具有實用價值。 6. 針對多中繼輔助多天線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，討論了中繼端的聯(lián)合優(yōu)化問題，并提出了一種次優(yōu)的優(yōu)化設(shè)計方案。由于考慮到實際系統(tǒng)中不可能要求每個中繼都知道相互協(xié)作的所有中繼與基站和用戶端的全部信道狀態(tài)信息，我們僅對中繼端進(jìn)行獨(dú)立的最優(yōu)信號接收處理和信號發(fā)送預(yù)處理，并對多個中繼進(jìn)行聯(lián)合的功率優(yōu)化。實驗證明，與簡單的等功率續(xù)傳方案相比這種次優(yōu)的設(shè)計方案可以有效地利用由于多中繼傳輸所引入的空間分集，從而能顯著地提高系統(tǒng)

6、的傳輸速率。 7. 針對中繼輔助通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，討論了MIMO多用戶通信環(huán)境下多中繼并行傳輸?shù)穆?lián)合優(yōu)化問題。針對實際系統(tǒng)中，每個中繼節(jié)點(diǎn)不可能知道其余所有中繼節(jié)點(diǎn)信道信息的特點(diǎn)，提出了一種簡化的線性優(yōu)化方案，它只需要已知當(dāng)前中繼本身與通信用戶間的信道信息，并通過信道矩陣特征分解得到中繼端的線性優(yōu)化矩陣。由于缺少了多中繼間的聯(lián)合優(yōu)化，由多中繼并行傳輸所引入的空間分集無法充分利用。因此我們從多用戶分集的角度，通過多用戶調(diào)度，在等待服務(wù)