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《mimo-ofdm下行系統中資源分配算法的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中國科學技術大學碩士論文第1章緒論§1．1引言OFDM的思想早在20世紀60年代就由R．W．Changtl】已經提出，由于使用模擬濾波器實現起來的系統復雜度較高，所以一直沒有被廣泛采用。在20世紀70年代，S．B．Weinstein提出用離散傅里葉變換(DFT)來實現多載波調制，為OFDM的實用化奠定了基礎【2】；在80年代，L．J．Cimini首先分析了OFDM在移動通信應用中存在的峰均比過高、對頻偏敏感等問題和解決方法【31，從此以后，OFDM在移動通信中的應用得到了迅猛的發(fā)展。OFDM的基本原理是將串行高速數據信號先轉
2、換成并行的低速子數據流，再使用相互正交的一組子載波構成的子信道來傳輸各個子數據流，因為所有子信道都是窄帶的，可以認為在每個子信道中都是平坦的衰落。同時由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，與串行系統相比，其接收的均衡也就變得簡單了。OFDM系統收發(fā)機的典型框圖【4】如圖1-1所示。圖中上半部分對應于發(fā)射機鏈路，下半部分對應于接收機鏈路。在發(fā)送端將被傳輸的數字信號轉換成子載波幅度和相位的映射，并進行離散傅里葉反變換(IDFT)將數據的頻譜表達式變到時域上，一般用FFT來實現。接收端進行發(fā)送端相反的操作，將射頻(RF，
3、RadioFrequency)信號與基帶信號進行混頻處理，并用FFT變化分解頻域信號，子載波的幅度和相位被采集出來并轉換回數字信號。IFFT和FFT互為反變換，選擇適當的變換將信號接收或發(fā)送。當信號獨立于系統時，FFT變換和IFFT變換可以被交替使用。．RFTx卜叫DAC竺竺H竺H：重!H蘭壘三H：笙h-廠二=]H蘭：!FFrrlIFFTl圖1-1OFDM收發(fā)機框圖第1頁共68頁插入循環(huán)前綴和加窗去除循環(huán)前綴定時和頻率同步中國科學技術大學碩士論文第1章緒論多天線無線系統是指那些具有多根發(fā)射和／或接收天線的系統，通常也被稱為多
4、輸入多輸出(MIMO)系統。由于多天線無線系統可以獲得可觀的隨著天線數線性增長的頻譜效率【5】【6】【71，對其理論通信性能極限和實現方法的研究在學術界和工業(yè)界都獲得了廣泛的關注。MIMO系統在數據速率上的增益來源于在發(fā)射和接收天線組之間創(chuàng)造了多個并行的、可能不相關的空間信道。眾所周知，在未來的寬帶無線通信系統中，存在兩個最嚴峻的挑戰(zhàn)：多徑衰落信道和帶寬效率。正交頻分復用技術(OFDM)通過將串行高速數據信號先轉換成并行的低速子數據流，再使用相互正交的一組子載波構成的子信道來傳輸各個子數據流，因為所有子信道都是窄帶的，可以認
5、為在每個子信道中都是平坦的，從而減小了多徑衰落的影響。而多輸入多輸出(MIMO)技術能夠在空間中產生獨立的并行信道同時傳輸多路數據流，這樣就有效的增加了系統的容量，即由MEMO提供的空間復用技術能夠在不增加系統帶寬的情況下增加系統容量從而達到了提高頻譜效率的目的。這樣，如果我們將OFDM和MIMO兩種技術相結合，就能達到兩種效果：一種是系統很高的傳輸速率，另一種是很強的可靠性。同時，在多輸入多輸出正交頻分復用(MIMO．OFDM)系統中加入合適的數字信號處理的算法能更好的增強系統的穩(wěn)定性。MIMO-OFDM系統模型如圖卜2所
6、示。圖1-2MIMO-OFDM簡單系統模型相比如傳統的FDMA、TDMA和CDMA系統，OFDM系統為無線資源分配帶來了更大的靈活性。傳統的FD淞、TDMA和CDRA系統，都僅可以利用時間分集、頻域分集和多用戶分集中的一種或多種，而OFDM系統則可以利用這三種分集效用以提高系統的性能。3GPP第2頁共68頁中田科學拉術大學研±論文第l章嬙論的LTE(LongTermEvolution)即采用了最新的MIEO-OFDM技術。下面以一個LTE的OFDM子幀為例子來說明這一點。圖卜3所示為LTE(TDD)下行的一個子幀結構叫．該于
7、幀由頻域上的若干子信道和時域上的若干時隙組成(OFI)M符號)的=維資源池。開始的第1個時隙主要包含PCFICH和PHICH信道，其中PCFICH信道主要指示PI)CCH信號所占的時隙數。PHICH主要是用來指示上行數據的ACK／NACK。前兩個時隙剩下的予信道用來發(fā)送pDCCH，指示下行數據發(fā)送的贊源的配置方式。這一子幀剩下的時隙都用來傳輸PDSCH，為用戶共享信道。這種二維的無線資源結構，可以使基站靈活地將用戶在頻域和時域上進行分配，以充分利用頻域分集、時域分集和多用戶分集。另一方面，OFDM調制方式的特點使得我們很容易
8、地將功率在各子載波上自適應的分配，并且可以在不同子載波上采用不同階數的調制方式．以匹配鏈路的狀態(tài)，提高傳輸效率。PCFICHE]PHICH：—●PDCC[I：圈PDSCH：匿]卜毒卜}
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