本文關(guān)鍵詞：面向5G網(wǎng)絡(luò)的OFDM自適應(yīng)比特分配算法的研究

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【摘要】：隨著人們對無線通信的信息速率的需求快速增長,第五代移動通信技術(shù)也成為國內(nèi)外移動通信領(lǐng)域的研究熱點,OFDM技術(shù)也是5G所重點關(guān)注的技術(shù)之一。OFDM系統(tǒng)的頻譜效率相對其他系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢,并且可以對抗多徑干擾。更為重要的是,OFDM系統(tǒng)可以依據(jù)不同衰落的子信道的狀態(tài),對子載波的傳輸比特進行自適應(yīng)分配,使得系統(tǒng)的性能能夠得以改善。但隨著5G的帶寬增大,帶寬中子載波的數(shù)目也會相應(yīng)地增多,OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)比特分配算法的復(fù)雜度也往往呈現(xiàn)指數(shù)級的增長,成為了影響OFDM系統(tǒng)在5G網(wǎng)絡(luò)中實際應(yīng)用的一大障礙。本文主要對5G網(wǎng)絡(luò)中OFDM系統(tǒng)的自適應(yīng)比特分配算法進行研究,并針對已有的子載波比特分配算法進行改進,提出了子載波自適應(yīng)比特分配的改進算法。文章首先對無線通信信道的特性以及信道模型進行了介紹,重點對多徑衰落信道進行了研究,進而對OFDM系統(tǒng)的基本原理進行了闡述。之后根據(jù)5G系統(tǒng)的需求,對其相關(guān)性能指標進行了分析,并基于此給出了5G在OFDM系統(tǒng)中的參數(shù)選擇建議。接著在詳細地闡述自適應(yīng)比特分配技術(shù)的原理基礎(chǔ)上對比分析了幾種傳統(tǒng)比特分配算法,重點對Chow算法和Fischer算法進行了研究,通過仿真比較了傳統(tǒng)算法在OFDM系統(tǒng)中的優(yōu)劣。本文根據(jù)5G系統(tǒng)的特點,采用基于傳輸速率最大準則進行了系統(tǒng)的算法設(shè)計。傳統(tǒng)算法雖然能夠達到比特分配的目的,但是由于復(fù)雜度比較高,耗時比較長,無法在實際系統(tǒng)中得到應(yīng)用。針對這個問題本文提出對Fischer算法進行改進,降低了算法復(fù)雜度,結(jié)果表明,采用改進后的Fischer算法可以實現(xiàn)在傳輸效率略有下降的情況下減小了算法的運行時間,將時延降低的效果。接著本文對SBLA算法進行了研究,針對SBLA算法進行改進和仿真分析。結(jié)果表明,采用改進后的SBLA算法,傳輸效率與傳統(tǒng)的比特分配算法相當,并且復(fù)雜度極低,可以實現(xiàn)在傳輸效率基本相當?shù)那闆r下大大提高比特分配算法運算速度,降低傳輸時延的目的,使得其更具有實用性。
【關(guān)鍵詞】：5G 正交頻分復(fù)用 多徑干擾 自適應(yīng)比特分配
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究的背景及意義8-12
• 1.1.1 無線通信的發(fā)展歷史9
• 1.1.2 第五代移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況及關(guān)鍵指標9-10
• 1.1.3 OFDM技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用10-12
• 1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析12-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排13-15
• 第2章 5G網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)及信道特性15-31
• 2.1 無線通信信道的特性及信道模型15-19
• 2.1.1 無線信道的傳播特性15-18
• 2.1.2 多徑衰落信道的信道模型18-19
• 2.2 5G網(wǎng)絡(luò)下的OFDM系統(tǒng)的參數(shù)選擇19-28
• 2.2.1 OFDM系統(tǒng)的基本模型19-21
• 2.2.2 OFDM系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)的IFFT/FFT實現(xiàn)21-22
• 2.2.3 保護間隔和循環(huán)前綴22-24
• 2.2.4 5G網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選擇24-28
• 2.3 OFDM系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點28-29
• 2.4 OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 單用戶自適應(yīng)比特功率分配算法原理31-44
• 3.1 單用戶自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)模型31-33
• 3.2 自適應(yīng)分配的理論基礎(chǔ)33-36
• 3.2.1 注水定理33-35
• 3.2.2 自適應(yīng)分配準則35-36
• 3.3 典型的單用戶自適應(yīng)比特分配算法36-43
• 3.3.1 貪婪算法36-37
• 3.3.2 Chow算法37-39
• 3.3.3 Fischer算法39-42
• 3.3.4 傳統(tǒng)算法的優(yōu)劣對比42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 面向 5G的單用戶自適應(yīng)比特分配算法的改進44-59
• 4.1 基于傳輸速率最大準則系統(tǒng)算法的設(shè)計44-46
• 4.2 Chow算法與Fischer算法的性能對比46-47
• 4.3 基于Fischer算法的改進比特分配算法47-51
• 4.3.1 基于Fischer算法的改進算法的基本原理及模型47-49
• 4.3.2 仿真結(jié)果與性能分析49-51
• 4.4 基于SBLA算法的改進比特分配算法51-57
• 4.4.1 基于SNR門限的比特分配算法51-53
• 4.4.2 算法的改進及模型53-54
• 4.4.3 仿真結(jié)果與性能分析54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-65
• 致謝65

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本文編號：795412