多用户ofdm系统中的动态资源分配策略

《多用户ofdm系统中的动态资源分配策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1章绪论Integratedcircuit)的发展，特别是1971年，Weistein和Ebert提出了用离散傅立叶变换(DFT，DiscreteFourierTransform)来实现多载波调制，简化了原有的OFDM系统并促进了OFDM技术的实用化，后来出现的DFT的快速算法FFT／IFFT真正使OFDM系统的使用成为了可能【3】。但是在实际应用中，实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素都成为OFDM技术实现的制约条件。20世纪80年代，OFDM技术获得了突破性的进展，大规模集成电路的发展让FFT技术的实现不再是难以逾

2、越的障碍，其他一些难以实现的困难也得到了相应的解决。从此，OFDM在无线通信领域中的应用得到了迅猛的发展。近些年来，当子载波数高达几千时也可以通过专用芯片来实现其DFT变换，大大推动了OFDM技术在无线信道环境中的实用化。目前，OFDM已经在数字音频广播(DAB，DigitalAudioBroadcasting)、数字视频广播(DVB，DigitalVideoBroadcasting)、基于IEEE802．11标准的无线本地局域网(WLAN，WirelessLocalAreaNetwork)等系统中得到了应用。目前人们正致力于研究和开发OFDM在无线移动信道中的应用，并将O

3、FDM技术与多种多址技术相结合【4】。OFDM技术与空时编码和智能天线等技术也比较容易结合，可最大程度提高物理层信息传输的可靠性口】，其应用前景将更加广阔。1．3OFDM技术的优点和缺点OFDM是一种多载波技术，可以在多个载波上分别调制数据，并行的发送。各个载波之间是正交的，扩频调制后的频谱相互重叠，能在减少子载波相互干扰的同时大大提高频谱的利用率。在高速无线传播环境下，OFDM系统具有很大优势。相对于传统的调制方式，它主要有以下几个优点【6】：(1)频谱利用率高。OFDM系统各子信道之间存在正交性，允许子信道的频谱相互重叠，因此与常规的频分复用系统相比，0FDM系统可以最

4、大限度的利用频谱资源，这点对目前频谱资源稀缺的无线环境具有重要意义。可以证明，当子载波个数很大时，系统的频带利用率趋近于Nyquist极限。(2)OFDM可以有效地对抗信道间干扰(ICI，Inter-ChannelInterference)并适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。由于OFDM系统采用多个正交的多用户0FDM系统中的动态资源分配策略子载波并行传输数据，把高速数据流经过串／并转换，调制到各个子载波上进行并行传输，使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，这样在每一路上的数据速率大大降低，从而可以有效地减小无线信道的时间弥散所带来的符号间干扰(ISI，Int

5、er-SymbolInterference)。此外，OFDM还加入了保护间隔，当信道的最大延迟时间小于保护间隔时，OFDM的ISl只发生在保护间隔内，这样可以有效地抵抗多径衰落的影响，适用于多径环境和衰落信道中高速数据传输【7】。(3)系统的实现比较简单。由于OFDM的调制和解调方式分别是采用IDFT和DFT来实现的。在子载波数N很大的系统中，可以通过采用FFT来实现。随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT的实现都十分容易，这也进一步地推动了OFDM技术的发展。(4)通过各个子载波的联合编码，可以使系统性能提高is]。(5)由于无线信道存在频率选择性，不

6、可能所有的予载波都同时处于比较深的衰落情况中，因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法，充分利用信噪比较高的子信道，从而提高系统性能。而且对于多用户系统来说对一个用户不适用的信道对于其他用户来说，可能是性能比较好的予信道网。这样就可以大大提高系统的性能。如何动态地分配子信道和比特就是本文要研究的问题。(6)OFDM容易和其他多种接入方法结合，如OFDM与码分多址(CDMA，CodeDivisionMultipleAccess)技术相结合的多载波码分多址技术(MC-CDMA，MulticarrierCDMA)【101。但是由于OFDM系统内存在多个正交子载波，而其输出

7、信号是多个子信道信号的叠加，因此与单载波系统相比，存在如下主要缺点：’(1)易受频率偏差的影响。由于子信道的频谱相互覆盖，这就对他们之间的正交性提出了严格的要求。然而由于无线信道存在时变性，在传输过程中会出现无线信号的频率偏移，例如多普勒频移，或者由于发射机载波频率与接收机本地振荡器之间存在的频率偏差，都会使得OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，从而导致子信道间的信号相互干扰(ISl，Inter-SymbolInterference)，这种对频率偏差敏感是OFDM系统的主要缺点之一。(2)存在较高的峰值平均功率