基于MIMO-OFDM系统的自适应调制算法研究

为了提高MIMO-OFDM系统的数据传输率和频谱利用率,提出一种新的自适应调制算法.该算法在信道传输质量满足一定系统误码率下,根据信道状态信息自适应地调整每个子载波的调制方式,使系统的发射总功率尽量最小.理论分析得出,该算法降低了MIMO-OFDM系统的运算复杂度,并使系统的整体性能得到了优化.     

多入多出(MIMO)系统中的可变速率多用户分集技术

提出一种在MIMO系统中采用自适应调制实现可变速率多用户分集的方案。这种方案在仅需反馈子信道信噪比的条件下，最大化系统的总比特率。在发射端利用随机波束成形矩阵对发射信号进行波束成形，并根据‘灌水原理’对不同天线的发射信号进行功率分配；接受端对接收信号进行相应的线性处理后，估计出子信道的有效信噪比并将其反馈回发射端。发射端根据反馈的信噪比，采用比例调度算法选出期望用户。最后，在满足一定误码率的条件下，对期望用户的子信道进行自适应调制。仿真结果表明，当小区内的用户数足够多时，所提出的方案获得的系统吞吐量将收敛于在发射端使用特征波束成形矩阵的吞吐量。     

基于MIMO信道误差模型的保障QoS的自适应调制

以系统总速率最大化为目标,提出了一种基于信道误差模型的多用户MIMO下行系统保障用户QoS的资源分配机制.基站应用空分多址接入(SDMA),同时支持多个用户,利用线性预编码方法抵消用户间的干扰,提出发射端在非理想信道信息情形下提供用户QoS保障的自适应调制方案.为降低系统复杂度,提出应用于实际系统的次优算法.仿真结果表明:所提出的次优算法在将指数级复杂度变为线性复杂度的同时,性能非常接近最优算法.     

空间复用MIMO系统的功率分配新算法

研究空间复用多输入多输出系统的功率分配问题,提出一种新的功率分配算法--残余功率再分配. 在满足服务质量要求的前提下充分利用星座图尺寸的离散性,将残余功率按照各子信道的不同优先级进行二次分配,并结合自适应调制编码技术改善低信噪比时的系统吞吐量. 仿真结果表明,在准静态平坦衰落信道下,与传统算法(如注水算法)相比,新算法能进一步改善系统的吞吐量,提高发射功率的使用效率,减少不可用子信道个数,且无附加复杂度.     

一种基于延时信道状态信息的MIMO-OFDM系统自适应功率分配算法

在基于正交频分复用的多输入多输出（multiple-input-multiple-output-orthogonal frequency divided multiplexing,MIMO-OFDM）系统中,适当的功率分配方案能够显著提高系统吞吐量,但是其复杂度往往较高。研究MIMO-OFDM系统的自适应功率分配问题。以系统的和速率最大化为目标,根据延时的信道状态信息在所有空间子信道之间分配功率,同时满足各子信道的误码率约束与系统总功率约束。根据MIMO空间子信道的特点提出了一种复杂度很低的功率分配算法,并分析了算法复杂度。在IMT-2000信道中的仿真表明,提出算法的性能优于已有的次佳算法。     

改进的动态子带划分的LPLC-OFDM自适应调制算法

针对低压电力线载波通信信道的频率选择性衰弱,提出一种改进的子带动态划分OFDM自适应调制算法。算法根据信道状态信息误差准则实现动态的子带划分,采用随机选取方案和非连续子带划分方式能自适应地为各子带中的所有子载波选择相同的调制方式。仿真结果表明,在保证传输质量的前提下,该算法复杂度低,能有效减少信令信息的传递,提高系统的频谱利用率。     

滤波多音频系统中的自适应比特及功率分配方法

提出了一种基于滤波多音频(FMT)调制技术的自适应功率及比特分配方法，该方法可应用于频率选择性慢衰落信道中．为降低该方法中自适应算法的计算复杂度，通过修改“greedy”算法中的某些参数，实现了从自适应子载波到“子带”分配方法的合理演变．仿真结果与理论分析可以证明在滤波多音频调制系统中接收端低的均衡复杂度及该方法给系统带来的良好性能。     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

低压电网基于发射效率的OFDM比特分配算法

低压电网信道衰减特性变化剧烈，正交频分复用（OFDM）系统的自适应调制技术根据每个子载波的信道状况和用户需求，为每个用户分配最佳的子载波，为每个子载波分配最佳的调制方式，这样可以更好地利用信道资源，提高传输速率．以低压电网为对象，利用多项式函数拟合的低压电网信道模型，从基于SNR门限的比特分配算法出发，提出了一种基于发射效率的OFDM比特分配算法，并与固定调制方式和固定功率分配的OFDM系统进行对比．结果表明该算法能够根据各个子信道的实际传输情况灵活地分配发送功率和信息比特，使更多的子载波可以使用性能好的调制方式，从而有效地利用了低压电网信道资源．     

改进的自适应Fischer算法及在MIMO-OFDM系统调制性能

针对在信道中实时分配比特和功率的问题.采用了一种由Fischer算法改进的自适应算法.经在MATLAB仿真平台下模拟验算比较.结果表明:改进的Fischer算法运算复杂度低,能够根据子载波信道增益大小分配比特.与8PSK固定调制方式MIMO-OFDM系统相比,更能够在保证系统信道质量所需误码率和总发射功率前提下,根据信道状态信息,动态分配比特和功率,显著增加信道比特传输速率,改善系统整体性能.     

Novel resource allocation algorithms for multiuser downlink MIMO–OFDMA of FuTURE B3G systems

In this paper, subcarrier and power allocation problems for multiuser downlink MIMO–OFDMA of the FuTURE B3G TDD system are investigated. For the reciprocity of the TDD channel, the channel state information can be employed at the transmitter, thus eigen beamforming can be implemented efficiently. With the goal of minimizing the total transmit power under the condition that the QoS requirement of each user can be guaranteed, a novel dynamic resource allocation scheme is proposed to exploit the multiuser diversity gain. The proposed algorithm involves adaptive subcarrier allocation, adaptive modulation and eigen beamforming and achieves significant improvement in overall system performance. Based on the proposed scheme, a modified bit and power allocation is developed. The modified scheme reduces the computational complexity at little expense of system performance. Numerical simulations show that the proposed algorithm and the modified scheme can decrease the total transmit power effectively.     

一种新的OFDM系统自适应调制算法

提出了一种新的用于正交频分复用(OFDM)系统的自适应调制算法,它在保持恒吞吐量的前提下对OFDM系统进行自适应比特分配和自适应功率分配．与使用固定调制方法的OFDM系统相比,使用该算法系统的误码率性能和吞吐量有了很大的提高．该算法计算量较小,是一种实用的自适应调制算法．模拟结果表明引入子载波分组后系统性能依然保持良好,并且信道估计偏差对本算法的影响较小.     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

多输入多输出系统下低复杂度的自适应预编码方法

针对多输入多输出衰落信道中存在的码间干扰和多径干扰问题，提出了一种具有低复杂度的自适应预编码方案．该方案在发送端和接收端分别放置了预编码器和基于迫零算法的接收机，这样接收机在进行均衡译码的同时，将信道信息反馈给发送端，发送端便可以随之选择发送子载波的数目以及预编码矩阵，完成自适应预编码．该方案可有效降低系统的误码率．仿真结果表明，当误码率为10^-3时，在传输信道信息未知的情况下，该方案的信噪比比信道信息已知的基于最小均方误差预编码方案高1．3dB，且复杂度大大降低．     

等衰落轨道角动量索引调制系统的信道容量性能分析

射频轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)提供了一种可以在同一载波频率物理信道上复用一组正交模式以提高信道容量的方法。现有研究大多专注于信道容量提升,对系统复杂度的研究相对较少。在基于均匀圆形阵列(uniform circular array,UCA)的OAM通信系统中,发射机需要完成大量调制运算以生成OAM信号。于是,提出了一种等衰落轨道角动量索引调制(equal fading orbital angular momentum index modulation,EOAM-IM)方案,其中,IM有效降低了OAM调制运算复杂度,且等衰落发射机也保证了不同模式OAM子信道传输增益。此外,还详细推导了所提EOAM-IM方案的系统信道容量。仿真结果表明,所提EOAM-IM方案能以更低的调制复杂度获得比传统OAM方案更高的信道容量。     

MIMO-OFDM系统中自适应比特和功率分配

高速多媒体业务的发展要求无线通信能够提供更高的数据速率和服务质量.为了提高系统容量和性能,MIMO技术、OFDM技术以及自适应传输技术得到了广泛的研究.在完全已知信道状态信息假设前提下,提出了一种针对单用户MIMO-OFDM系统的自适应传输方案.该方案基于子载波上预编码优化设计,在多入多出信道的特征子信道中进行功率注水和动态比特分配,能在满足平均功率约束和给定误比特率条件下最大化系统传输速率.仿真结果表明,所提算法与贪婪算法相比,具有较快的收敛速度,同时其性能在不同的误比特率要求和时延扩展条件下, 都优于传统的波束成形和正交空时编码方案.     

基于马尔科夫状态空间的水声OFDM资源分配

在水声自适应OFDM系统中,CSI(channel state information)是资源分配的基础。接收机必须及时地把信道信息反馈给发射机,然后接收机中的调制器根据反馈CSI信息选择合适的比特加载和功率分配方案。但在时变的水声信道中,反馈CSI与实时CSI可能不同。针对信道多变、时延大特点,本文提出了一种基于马尔可夫链的水声OFDM用户资源分配方案来解决这些问题。马尔可夫链状态空间是由初始信道状态和统计信道状态构成的,它可以充分利用感知到的时延CSI和信道统计量来预测数据传输时的CSI。利用统计CSI可以确定每个用户的最佳比特负载和功率分配,使水声系统能够容忍水声信道中较长的CSI延迟。结论表明基于马尔科夫空间的资源分配方案相比于线性预测的自适应,系统吞吐量得到有效提升     

一种非均匀动态子带划分OFDM自适应调制算法

针对采用固定子带划分算法系统误码率较高,均匀动态子带划分算法需要多次迭代、算法复杂度较高的缺点,提出一种非均匀动态子带划分OFDM自适应调制算法。算法根据信道的频响关系,无需迭代即可完成动态的子带划分。采用随机选取方案定义子带等效信噪比和优先利用等效信噪比最大子带的比特调整方式,能有效减小比特调整的迭代次数,算法复杂度低。仿真结果表明,系统达到目标误比特率10-3时,该算法相比SBLA算法和4QAM调制方式分别能获得2dB,2.6dB信噪比增益。