多載波系統(tǒng)的資源分配算法及仿真.pdf

1、伴隨著4G（4th Generation）技術(shù)的大規(guī)模普及，5G技術(shù)（5th Generation）的研究成為了近些年來(lái)各大機(jī)構(gòu)首當(dāng)其沖的研究任務(wù)，然而現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)。因此如何設(shè)計(jì)一個(gè)具有更高速率，更高容量，更低能耗的無(wú)線通信系統(tǒng)成為了當(dāng)務(wù)之急。載波索引調(diào)制 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing with Subcarrier Index Modulation，OF

2、DM-SIM）系統(tǒng)因其具有更好的抗頻偏性等優(yōu)點(diǎn)，成為了近幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。
　　本論文基于傳統(tǒng) OFDM技術(shù)，先從系統(tǒng)傳輸特性的角度著重探討了OFDM-SIM系統(tǒng)的可達(dá)速率、容量和誤碼率性能。并基于OFDM-SIM固有系統(tǒng)特性，提出了四種功率分配算法。最后分別研究了單用戶和多用戶載波索引調(diào)制OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access with Subcarrier I

3、ndex Modulation，OFDMA-SIM）系統(tǒng)中的子載波分配算法。本文的具體工作總結(jié)如下：
　　本文首先對(duì)OFDM系統(tǒng)和OFDM-SIM系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，對(duì)比了兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，概述了多載波系統(tǒng)資源分配的研究現(xiàn)狀，引出了本文的研究?jī)?nèi)容，并介紹了論文的邏輯結(jié)構(gòu)。
　　第二章分析了多載波系統(tǒng)的傳輸性能，為后續(xù)研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。首先從互信息角度分析了OFDM和OFDM-SIM輸入信號(hào)空間為有限集合時(shí)的系統(tǒng)可達(dá)速率。其

4、次分析了OFDM系統(tǒng)和 OFDM-SIM系統(tǒng)的容量，推導(dǎo)出了OFDM-SIM系統(tǒng)容量的閉式表達(dá)式，并從理論上對(duì)比分析了OFDM-SIM與OFDM系統(tǒng)的容量。最后分析并仿真對(duì)比了OFDM系統(tǒng)和OFDM-SIM系統(tǒng)的誤碼性能。
　　第三章研究了子載波分塊方式確定下，OFDM-SIM系統(tǒng)的功率分配算法。首先建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，針對(duì)系統(tǒng)子載波塊內(nèi)、塊間特性，分別提出了基于等價(jià)歐氏距離的塊間功率分配算法、基于經(jīng)驗(yàn)值的塊內(nèi)功率分配算法，同時(shí)仿真

5、了聯(lián)合兩種算法的性能。其次出于節(jié)省系統(tǒng)反饋開(kāi)銷的考慮，提出了基于部分反饋的功率分配算法。
　　第四章探討了OFDMA-SIM系統(tǒng)的子載波分配算法。首先研究了單用戶OFDM-SIM系統(tǒng)誤碼率最優(yōu)的子載波分配算法，提出了兩種優(yōu)化準(zhǔn)則，并基于第一類歐氏距離最大化準(zhǔn)則提出了低復(fù)雜度的排序分組算法，通過(guò)性能仿真和復(fù)雜度分析可知，低復(fù)雜度算法在獲得相當(dāng)不錯(cuò)性能的同時(shí)，大幅度降低了計(jì)算復(fù)雜度。然后研究了多用戶OFDMA-SIM系統(tǒng)中，總功率受限