OFDM信道估計(jì)及自適應(yīng)資源分配算法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)由于具有較高的頻譜利用率和優(yōu)異的抗多徑傳播和頻率選擇性衰落的能力，已成為下一代通信技術(shù)的熱點(diǎn)，信道估計(jì)是其關(guān)鍵技術(shù)之一。如何解決好估計(jì)性能和估計(jì)復(fù)雜度的矛盾是信道估計(jì)算法有待解決的難點(diǎn)。同時(shí)，多數(shù)OFDM系統(tǒng)以一種等功率、等比特分配的工作模式工作，效率低下，不能充分利用有限的頻譜資源。本文較為系統(tǒng)的分析了基于奇異值分解(SVD)的線(xiàn)性最小均方誤差(LMMSE)的實(shí)現(xiàn)原理和估計(jì)性能，并結(jié)合信號(hào)/噪聲子空間的理論，提

2、出了一種新的低階秩選取準(zhǔn)則，提高了該算法在各種工作環(huán)境下的適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)OFDM自適應(yīng)子載波功率和比特分配算法進(jìn)行了研究，并分別給出了一種適合于實(shí)際系統(tǒng)的次優(yōu)功率分配算法和基于SNR門(mén)限的比特分配算法，并通過(guò)MATLAB進(jìn)行了驗(yàn)證。 研究結(jié)果表明： (1)由于頻率響應(yīng)自相關(guān)矩陣R<,hh>的數(shù)學(xué)特性，執(zhí)行奇異值分解后，奇異值矩陣中只有少數(shù)幾個(gè)奇異值偏大，其余的均趨近于零，從而使得LMMSE算法的復(fù)數(shù)乘法計(jì)算量大大減少。由

3、于該算法利用了信道的頻域相關(guān)特性，所以能夠很好的在估計(jì)性能和復(fù)雜度之間作出折中。 (2)LMMSE計(jì)算公式中的關(guān)鍵因子R<,hh>+σ<'2><,n>(X<'H>X)<'-1>正好符合信號(hào)/噪聲子空間模型，將信號(hào)子空間的維數(shù)作為低階秩的選取準(zhǔn)則，能夠很好的解決該算法的不足，可以隨著工作環(huán)境的變化而及時(shí)調(diào)整參數(shù)，保證了信道估計(jì)的準(zhǔn)確性。 (3)基于誤比特率優(yōu)化的次優(yōu)功率分配方案是對(duì)最優(yōu)分配的逼近。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證，次優(yōu)

4、方案在趨勢(shì)上與最優(yōu)方案一致，是一種“注水”與“反注水”策略的結(jié)合，除了將信道質(zhì)量最差的幾個(gè)子載波的功率強(qiáng)制設(shè)定為零。次優(yōu)方案的誤比特率性能較等功率分配和等信噪比分配均占優(yōu)，在發(fā)射總功率一定，各子載波使用固定調(diào)制方式的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)誤比特率的最小化。 (4)基于SNR門(mén)限的比特分配是設(shè)計(jì)用于傳輸速率一定的OFDM系統(tǒng)。以某一誤比特率下各種調(diào)制方案對(duì)應(yīng)的SNR為依據(jù)，根據(jù)各個(gè)子載波的信道質(zhì)量進(jìn)行比特分配，質(zhì)量好的采用高階調(diào)制，