资源描述：
《一种新的OFDM 系统自适应调制算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第44卷 第1期复旦学报(自然科学版)Vo1.44,No.12005年2月JournalofFudanUniversity(NaturalScience)Feb.,2005 文章编号:042727104(2005)0120075205X一种新的OFDM系统自适应调制算法陈浩珉,徐巧勇,王宗欣(复旦大学 通信科学与工程系,上海200433)摘 要: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
2、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.关键词:通信技术;正交频分复用;自适应调制;吞吐量中图分类号:TN929.5文献标识码:A正交频分多路复用(OFDM)是一种多载波数字调制技术,以前主要用于数字视频广播和数字音频广播等有线传输系统,随着多媒体业务的发展,OFDM由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越受到人们的1关注,预计第四代移动通信的主流技术将是OFDM技术.自适应调制是智能传输技术中最重要的技术.它是在了解信道信息后,令发送方和接
3、收方使用一组双方都认可的调制方案,因此与非自适应方案相比,可以提供较高的数据传输速率.在保持一定误比特率的情况下,采用自适应调制可以解决一部分频谱资源紧张的难题.采用自适应调制的另一个优点是可通过改2变期望误比特率(BER)来控制通信服务量.3已有的自适应调制方案主要包括固定阈值算法、恒吞吐量算法和恒误码率算法.本文提出一种次最优的低计算复杂度的恒吞吐量算法对OFDM系统进行自适应比特分配和功率分配,与现有算法相比,恒吞吐量算法根据用户的数据率要求灵活地改变传输比特数和调制方法.能够满足多媒体通信的要求.1OFDM系统模型OFDM系统首先选定适当的频
4、谱和调制方法,然后由调制器将输入比特流以一定的方式组合起来映射为复数,接着通过逆快速傅里叶变换(IFFT)将该频域信号转换成相应的时域信号,并插入防护间隔.接收方采用相逆的步骤恢复出原始数据流.本文讨论的OFDM系统采用了自适应调制,这意味着每个子载波传输的比特数目将随着信道情况的变化而改变,这一最优化的比特和功率分配过程对系统的性能改善有着重要的作用.}假定无线传输信道为一个时变的脉冲响应h(τ,t),信道的频域响应H(k)等于时域响应的傅立叶变换h(τ,t)H(k),则接收信号y可以表示为y=H·x+n;其中x为发送符号向量,n为高斯白噪声.整个
5、OFDM系统共有N个子载波,同时假定信道冲激响应在一个OFDM帧的持续时间内保持不变.定义信道平均信噪比为SNR,那么子载波k上的信噪比为2SNRk=SNR·│H(k)│;(1)其中H(k)代表子载波k上的信道频域增益.本文采用的无线信道模型均为满足瑞利分布的多径信道,例X收稿日期:2004201209基金项目:国家自然科学基金资助项目(60272033)作者简介:陈浩珉(1980—),男,硕士研究生;通讯联系人王宗欣教授.76复旦学报(自然科学版) 第44卷如文献[3]中载波频率为60GHz,采样频率为225MHz,移
6、动速度为50km/h的无线通信系统.图1给出了一个存在3条多径的这种无线的信道的时域和频域响应.图1 无线信道模型Fig.1Wirelesschannel2 自适应调制自适应调制技术根据移动信道的时变性相应地改变调制方式,使传输的误比特率保持在一个较低的值以下,避免和减少了不必要的重传,提高了系统容量.香农公式表明信道容量是理论上信道每秒钟能传送的最大信息量,为了获得这个传输速率必须选用最有效的调制方式进行编码.文献3在总传输能量固定的情况下用注水定理分配功率来获取最佳性能.但由于频率选择性信道在不同频率上的信道增益各不相同,在增益很低的子信道上传输
7、数据将会有将较高的误码率,因此应该充分利用信道特性较好的子信道来传送较多的信号,OFDM系统中的自适应调制的目标就是尽量做到情况好的信道多传数据,情况差的信道少传甚至不传数据,并依次进行子载波的功率分配.自适应调制的基本原理如图2所示.完整的自适应调制系统由发送数据分配器(串并转换)、选择性调图2 自适应调制技术原理框图制和自适应控制器组成.Fig.2Theblockdiagramofadaptivemodulationsystem3 恒吞吐量自适应调制算法OFDM信号在传输时各子信道带宽相对较窄,这些子信道可以被认为是平坦衰落的.在实际的OFDM系
8、统中使用自适应调制技术时,接收方必须及时地把信道信息反馈给发送方,本系统只反馈各子载波上调制方式的星座图等级
