MIMO系統(tǒng)中鏈路自適應(yīng)技術(shù)的研究.pdf

1、當(dāng)前，移動通信業(yè)務(wù)正從單一的低速話音業(yè)務(wù)逐步轉(zhuǎn)向各種多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、高速圖像傳輸業(yè)務(wù)。為了支持這些具有不同QoS參數(shù)要求(包括時延、誤碼率等)的業(yè)務(wù)，需要徹底改變原先固定不變的物理層框架，大幅度提高系統(tǒng)的吞吐量。為達到上述目的，當(dāng)前業(yè)界一大研究熱點就是在物理層采用自適應(yīng)機制。另一方面，理論和實踐證明多天線系統(tǒng)比單天線系統(tǒng)在容量上具有很大的優(yōu)勢，因此多天線技術(shù)也成為解決無線頻譜資源缺乏的重要方式之一。本論文的研究工作是將鏈路自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用

2、于多天線系統(tǒng)中，進一步提高系統(tǒng)頻譜效率和鏈路可靠性。 論文首先針對應(yīng)用于MIMO系統(tǒng)中的幾種鏈路自適應(yīng)技術(shù)進行了研究。其一是自適應(yīng)功率分配。在頻譜效率和總發(fā)送功率的限制下，根據(jù)注水原理給不同的發(fā)送天線分配不同的功率，通過理論分析和仿真得出該自適應(yīng)技術(shù)可充分利用發(fā)送功率，改善系統(tǒng)的BER性能。其二是自適應(yīng)調(diào)制。當(dāng)給定系統(tǒng)目標(biāo)BER且總的發(fā)送功率保持恒定時,根據(jù)不同的信道情況采用不同的調(diào)制方式，仿真證明該算法實現(xiàn)了在滿足BER要求的

3、情況下系統(tǒng)頻譜效率的最大化。其三是自適應(yīng)天線選擇。在收、發(fā)射頻鏈路數(shù)目保持不變的情況下，適當(dāng)增加發(fā)送和接收天線數(shù)，并根據(jù)當(dāng)時的信道條件為使系統(tǒng)的BER性能最優(yōu)而有選擇地發(fā)送和接收，通過理論分析并與非自適應(yīng)系統(tǒng)進行仿真比較后得出該自適應(yīng)技術(shù)可改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)性價比。 基于對上述三種鏈路自適應(yīng)技術(shù)的分析總結(jié)，論文重點研究了兩個綜合的自適應(yīng)算法。一是在給定發(fā)送功率和目標(biāo)BER的情況下，最大化系統(tǒng)容量。主要采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，為確

4、保滿足系統(tǒng)目標(biāo)BER的要求而加入天線選擇，在天線選擇的過程中又引入功率再分配以保證總的發(fā)送功率恒定。二是在頻譜效率和發(fā)送功率的限制下，最小化系統(tǒng)BER。推導(dǎo)出一個以發(fā)送天線的信道情況、相應(yīng)發(fā)送天線上采用的調(diào)制階數(shù)和分配給它的功率為自變量的代價函數(shù)。為最小化系統(tǒng)BER，須最小化代價函數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)這一目標(biāo)，選擇合適的發(fā)送天線并制定相應(yīng)的調(diào)制和功率分配方案。從仿真中可以看出，應(yīng)用綜合的自適應(yīng)算法進一步提高了系統(tǒng)性能。 最后研究了自適應(yīng)