基于多載波傳輸系統(tǒng)的自適應(yīng)技術(shù)研究.pdf

1、目前的數(shù)字無線通信系統(tǒng)正在完成從語音通信到多媒體通信的轉(zhuǎn)變。移動(dòng)用戶飛速增長的業(yè)務(wù)需求和日益緊張的頻率資源要求更有效的傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用。從這一點(diǎn)出發(fā)，多元正交幅度調(diào)制(MQAM)、多載波調(diào)制(MCM)及自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)成為下一代移動(dòng)無線系統(tǒng)中最有競爭力的幾種候選技術(shù)。 作為一種新型高速的傳輸技術(shù)，MCM被人們廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中。該技術(shù)相對于其它調(diào)制技術(shù)的顯著特點(diǎn)是通過串行數(shù)據(jù)的并行傳輸實(shí)現(xiàn)在多徑信道中信

2、息的有效傳遞。眾所周知，當(dāng)無線信道的時(shí)延擴(kuò)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)送符號的持續(xù)時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)中符號間干擾(ISI)所帶來的影響就可以忽略不計(jì)。MCM正是這樣一種技術(shù)，通過發(fā)送端的串并轉(zhuǎn)換及逆的快速傅立葉變換(IFFT)實(shí)現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的多載波傳輸，有效增加發(fā)送符號的周期長度。實(shí)踐證明，在頻率選擇性衰落信道中，MCM技術(shù)可以大幅度提高系統(tǒng)的誤比特率(BER)性能，特別是在高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊稀?在眾多MCM的實(shí)現(xiàn)方法中，正交頻分復(fù)用(OFDM)和濾波

3、多音頻調(diào)制(FMT)是最為典型的兩種代表性技術(shù)。由于兩種技術(shù)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)不同，OFDM和FMT被應(yīng)用于不同的通信標(biāo)準(zhǔn)中。憑借其良好的抗符號間干擾能力和對信道時(shí)間彌散的魯棒性，OFDM技術(shù)已被用于眾多無線通信標(biāo)準(zhǔn)中，例如數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字音頻廣播(DAB)、高性能局域網(wǎng)(HIPERLAN/2)及IEEE802.11a等。然而由于OFDM存在頻偏敏感性的缺點(diǎn)，在多普勒頻移豐富，同步技術(shù)粗糙的環(huán)境中，F(xiàn)MT無疑是一個(gè)非常合理的選擇。

4、該技術(shù)以犧牲部分抗符號間干擾(ISI)能力為代價(jià)來換取系統(tǒng)抗信道間干擾(ICI)的性能，目前主要被應(yīng)用于有線通信的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。 為了最大限度的應(yīng)用系統(tǒng)資源，自適應(yīng)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到現(xiàn)代通信系統(tǒng)中來。自適應(yīng)調(diào)制、自適應(yīng)功率控制、自適應(yīng)濾波、自適應(yīng)均衡、自適應(yīng)編碼等技術(shù)已成為如今研究的熱門話題。將自適應(yīng)技術(shù)與MCM技術(shù)相結(jié)合亦成為當(dāng)今通信發(fā)展的必然趨勢。本文以多載波技術(shù)為基礎(chǔ)，對部分自適應(yīng)技術(shù)在多載波系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與研究。包括

5、： 1.自適應(yīng)調(diào)制及功率控制。自適應(yīng)調(diào)制可謂自適應(yīng)技術(shù)的典型技術(shù)，為有效提高系統(tǒng)的頻譜利用率，改善系統(tǒng)的抗噪聲性能，自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)得到無線通信系統(tǒng)的廣泛關(guān)注。本文對多載波系統(tǒng)中的自適應(yīng)調(diào)制進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，提出方法可在保證系統(tǒng)誤碼性能的前提下，有效提高系統(tǒng)的頻譜效率，并在此基礎(chǔ)上采用了合理的功控技術(shù)——功率控制區(qū)(PCZ)，仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。 2.自適應(yīng)比特及功率分配。多載波系統(tǒng)把實(shí)際信道劃分為若干個(gè)子信道，其

6、中一個(gè)好處就是能夠根據(jù)各個(gè)子信道的實(shí)際傳輸情況靈活合理的分配發(fā)送功率和信息比特。可見自適應(yīng)比特及功率分配是多載波系統(tǒng)特有的自適應(yīng)技術(shù)，為降低多載波系統(tǒng)中自適應(yīng)比特及功率分配算法的復(fù)雜性，通過對“greedy”算法的修改，提出了基于自帶的自適應(yīng)分配方法，通過對該方法在濾波多音頻系統(tǒng)(FMT)中的仿真，證明了該方法的有效性和可行性。 3.自適應(yīng)圖像傳輸。作為自適應(yīng)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，自適應(yīng)圖像傳輸可以作為一個(gè)典型的代表。文中通過對信

7、源分割及自適應(yīng)子信道分配技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將位面編碼思想合理應(yīng)用于瑞利慢衰落信道的信息傳輸中，并提出了兩種多載波系統(tǒng)中自適應(yīng)圖像傳輸?shù)膶?shí)施方法。仿真結(jié)果及理論分析證明，該方法可有效提高系統(tǒng)接收圖像的主觀質(zhì)量，大幅度提高系統(tǒng)的抗噪聲性能。 由于多種原因的限制，本文只對多載波系統(tǒng)中的部分自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行了仿真與分析。還有許多問題有待于進(jìn)一步的理論探索，如自適應(yīng)技術(shù)在抑制多載波峰值平均功率比(PAPR)問題中的應(yīng)用，自適應(yīng)技術(shù)在編碼調(diào)