文档介绍：博士学位论文
多用户 MIMO-OFDM 下行链路自适应
资源分配技术的研究
DOWNLINK ADAPTIVE RESOURCE ALLOCATION
TECHNIQUES FOR MULTIUSER MIMO-OFDM SYSTEM
张成文
哈尔滨工业大学
2007 年 10 月
国内图书分类号:
国际图书分类号:
工学博士学位论文
多用户 MIMO-OFDM 下行链路
自适应资源分配技术的研究
博士研究生: 张成文
导师: 张中兆教授
申请学位: 工学博士
学科、专业: 信号与信息处理
所在单位: 电子与信息技术研究院
答辩日期: 2007 年 10 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
DOWNLINK ADAPTIVE RESOURCE
ALLOCATION TECHNIQUES FOR
MULTIUSER MIMO-OFDM SYSTEM
Candidate: Zhang Chengwen
Supervisor: Prof. Zhang Zhongzhao
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Speciality: Signal and Information
Processing
Affiliation: School of Electronics and
Information Technology
Date of Defence: Oct., 2007
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
随着无线宽带服务需要的日益增长,未来无线系统需要提供各种不同服
务质量的更高速的数据传输服务。然而,由于无线频率资源的有限,这就要
求用更先进的技术实现更高效的资源利用。为了在有限的无线资源及苛刻的
无线信道条件下满足用户需求,MIMO-OFDM 这项新技术因其在无线环境中
的卓越性能表现,受到越来越多学者的研究。由于无线信道的频率选择性和
时变性,MIMO-OFDM 系统结合自适应资源分配技术可进一步提高系统的传
输速率、信道容量、频谱效率及功率利用率等性能。自适应 MIMO-OFDM 系
统,已经成为支持宽带多媒体服务的实现无线信道高速数据传输最具希望的
物理层解决方案之一。
然而,自适应 MIMO-OFDM 系统仍存在很多待研究的问题,例如:并行
子信道数多导致自适应资源分配算法复杂度高,很难在实际系统中应用;共
道干扰随用户空间相关性的增大而加剧,使自适应资源分配算法的性能降低;
信道状态信息的准确性,对自适应资源分配算法的性能存在很大的影响。因
此,研究 MIMO-OFDM 系统的自适应资源分配算法,对改进系统性能、降低
实现复杂度具有重要的实际意义。
本文针对 MIMO-OFDM 下行链路,重点研究改进基站发射功率利用率及
频谱效率等系统性能的同时降低实现复杂度的自适应资源分配算法。首先对
MIMO-OFDM 系统的波束形成、共道干扰抑制、空时分组码及空时分组码结
合波束形成等基本原理进行了系统分析,为后续研究提供了充分的依据。
针对单用户 MIMO-OFDM 系统,在瑞利分块衰落信道下,研究了满足速
率及误比特率要求时最小化系统功率的问题,提出降低实现复杂度的子信道
空时频域动态分组的比特功率分配算法。算法利用奇异值分解将
MIMO-OFDM 信道等效为并行子信道,基于子信道特征值的排序统计特性实
现空域分组;基于各空域分组子信道的频域相关性实现子信道连续分组与排
序分组相结合的频域再分组;基于分块衰落特性实现时域分组;应用组贪婪
算法实现比特功率分配。算法在几乎没有性能损失的同时,降低了计算复杂
度,减少了用于传递各子信道传输参数的下行信令开销。
针对多用户基于波束形成的 MIMO-OFDM 系统,在部分相关信道下,通
过对用户