衰落信道上多用戶通信的優(yōu)化技術研究.pdf

1、提高信道容量，高效率利用資源是無線通信的目標之一。多用戶共享無線信道時，用戶間干擾是制約吞吐量的主要因素，同時無線信道的隨參特性造成接收信號的不確定性，降低了傳輸可靠性。本文主要目標是提高無線衰落信道多用戶通信的容量，降低誤碼率，提供高效可靠的無線傳輸服務。
　　 OFDM和CDMA是下一代通信的重要技術，結合二者構成多載波CDMA系統(tǒng)能對抗高速通信中的頻率選擇性衰落和窄帶干擾。但多載波中會有部分子信道處于深衰落，導致系統(tǒng)誤碼率

2、升高，論文中采用截斷深衰落時比特發(fā)射的方法，改善了多載波系統(tǒng)的性能。某個子信道處于深衰落時，傳輸誤碼率很高，還對其它子信道產生干擾，截斷此子信道上用戶的發(fā)射功率，能夠降低多用戶間的干擾，而且將節(jié)省的功率重新分配可以提高有效發(fā)射時的信號能量，從而提高通信質量。截斷深衰落子信道上的信息發(fā)射，在接收端標識為刪除，譯碼時相當于已知錯誤位置，有利于譯碼。文中分析了結合糾錯編碼的功率截斷多載波系統(tǒng)的平均誤碼率性能，對瑞利衰落下的系統(tǒng)性能進行了仿真，

3、可以看出系統(tǒng)誤比特率明顯降低，可容納的用戶數(shù)增加。
　　 通過截斷深衰落子信道上的信息發(fā)射提高了系統(tǒng)容量，對于剩余的子信道，最優(yōu)的功率分配方式是注水分配，但注水功率分配過于復雜不利于實際應用。基于此，論文討論了多用戶在任意衰落的時變信道中自適應反饋的資源分配方法，提出了基于相關時間周期檢測的增量調整及基于容量變化自適應反饋兩種功率分配方案，仿真了多徑衰落信道中自適應反饋功率分配方式下多用戶OFDM系統(tǒng)的容量，通過與理想的注水分配

4、時的容量做比較，證明了本文自適應反饋分配方法的性能與最佳分配基本一致，并能夠減少迭代次數(shù)，降低系統(tǒng)的復雜度，提高了效率。
　　 多天線陣列中采用奇異值分解技術可形成獨立的并行信道，提高吞吐量，但要求發(fā)射端己知準確的信道狀態(tài)信息，不易實現(xiàn)。機會波束技術利用多用戶分集達到與采用相干波束成形時相近的吞吐量，受到廣泛的關注。為了優(yōu)選隨機發(fā)射波束并減少系統(tǒng)中過多地反饋，論文提出了自適應截斷機會波束技術。在用戶端預先設定截斷門限，只有接收的

5、信干噪比大于門限值時才反饋，基站截斷沒有反饋的發(fā)射波束，利用截斷達到優(yōu)選隨機波束、降低波束間干擾的目的，從而最大化系統(tǒng)容量，并減少了用戶反饋。通過分析與仿真多用戶自適應截斷機會波束MISO系統(tǒng)在瑞利衰落信道上的性能，得到了不同環(huán)境中的最佳截斷門限，并證明了最佳門限下的自適應截斷機制提高了系統(tǒng)的吞吐量。為了進一步降低系統(tǒng)反饋，提出詢問反饋策略下的自適應截斷機會波束技術，基站隨機詢問用戶端，用戶只有在被詢問且接收信干噪比大于門限值時，才能反

6、饋，基站與第一個反饋的用戶通信，并停止對該波束地詢問。系統(tǒng)中反饋的用戶數(shù)在陣元個數(shù)以內，有效降低了反饋量，若所有用戶對某一波束的接收信干噪比均低于門限值，截斷該波束。論文中分析并仿真了瑞利信道中詢問反饋策略下的自適應截斷機會波束技術的性能，證明了能夠大幅度降低反饋量，并提高系統(tǒng)中用戶數(shù)較少時的吞吐量。
　　 為了有效降低用戶間干擾，提出一種基于空域濾波和最大比合并的組合天線陣列，解決了多用戶無線通信中同時存在的共道干擾和衰落的問