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《哈尔滨工程大学》 2010年
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MIMO-OFDM系统天线和子载波联合分配问题研究

王宇飞  
【摘要】:在未来的宽带无线通信系统中,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和带宽效率。OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转化成平坦信道,从而减小了多径衰落的影响。这种多载波传输技术,其多载波之间相互正交,可以高效地利用频谱资源。MIMO技术充分开发空间资源,利用多个天线实现多发多收,在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流,在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下,有效的增加了系统的传输速度,提高了信道容量。天线和子载波联合分配的意思是系统调度器能够根据不同用户的无线信道衰落特性自适应地为每个用户选择天线和子载波来进行信息的传输。天线和子载波联合分配可以充分利用独立多用户环境中固有的分集增益,即多用户分集,系统的传输效率和频谱利用率将会显著提高。 本课题属于基础理论研究,旨在针对现有的MIMO-OFDM系统的天线和子载波联合分配算法存在的不足,即普通的遍历方法用时太长,基于遗传算法的MIMO-OFDM系统自适应天线和子载波分配容易陷入局部最优,提出一种基于粒子群算法的MIMO-OFDM系统自适应天线和子载波联合分配算法,实现了快速、准确找到天线和子载波的最优联合分配方式的效果,使系统能够充分利用独立多用户环境中固有的分集增益,提高信道容量。 总结本文的工作主要有以下几个方面: 1.归纳总结了MIMO-OFDM系统自适应天线和子载波联合分配算法、粒子群算法及遗传算法的国内外研究现状;分析了目前的天线和子载波联合分配算法的缺点。 2.针对基于遗传算法天线和子载波联合分配算法易陷入局部最优的缺陷,提出了一种“基于粒子群算法的天线和子载波联合分配算法”,将生成的随机向量作为最初的天线和子载波分配方案,将系统的容量作为适应度函数,通过迭代寻求最优的天线和子载波联合分配方案。仿真结果表明,在发送数据速率和误码率一定的条件下,本文提出的改进算法能更有效的自适应对天线和子载波进行联合分配,增大整个系统的信道容量。 3.针对基于粒子群算法的自适应天线和子载波联合分配算法用C语言编程处理后,8×8天线的最优分配方案确定时间只需0.017S,16×16天线的最优分配方案确定时间只需0.031S,能够满足时隙要求和实际的硬件运算速度,有实际实现的可能。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN919.3

【参考文献】
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