论文部分内容阅读
未来高速的无线数据传输需要采用突发和频谱有效的传输技术。OFDM与自适应编码调制技术的结合，可以在高速数据传输的同时有效提高系统的频谱利用率。本论文围绕这一主线，对自适应OFDM的信道容量、性能进行了系统推导和分析，并对OFDM中的自适应编码调制算法进行了深入的探讨和研究。
香农容量的分析可以为自适应算法的研究和性能分析提供理论依据和指导。因此本论文首先系统推导、分析了自适应OFDM在多种情况下的香农容量限，其中包括：最优与次最优功率自适应，信道倒置功率分配，以及发端采用非理想信道状态信息(CSI)的情况。然而，香农容量本身仅仅提供了一个理论上的传输能力极限。由此，论文接下来又系统推导和分析了OFDM中采用自适应调制的性能，其中分别考虑了多种自适应情况，包括：发端采用理想和非理想的CSI，恒定功率和变功率自适应，连续速率和离散速率自适应。论文由此给出了各种自适应条件下的最优功率和比特分配方式，并得到了一些重要结论。
与逐子载波自适应相比，OFDM中基于子带的自适应方法可以有效的降低自适应的实现复杂度以及反馈开销，同时兼顾自适应的性能增益。为此，论文中详细分析了OFDM中子带自适应调制的性能。为了进一步提高系统频谱利用率和降低反馈开销，论文中分别提出了一种实际可实现的子带变功率自适应的方法以及一种时域频域联合子带自适应的方法，而且还分析了其性能以及参数选取的问题。文中还分析了发端非理想的CSI对子带自适应调制性能的影响，并且给出了用于提高其鲁棒性的方法。
论文最后在自适应OFDM中引入Turbo编码调制，以期在获得自适应性能增益的同时亦获得Turbo编码增益，从而获得更高的频谱利用率性能。我们首先分析了OFDM中基于固定门限子带自适应Turbo编码调制的性能，然后针对其不足提出了基于信道倒置，以及基于容量估计的自适应算法，后者在获得性能增益的同时还可进一步降低自适应复杂度和反馈开销。文中最后还提出了一种采用速率兼容Turbo码，用于恒定吞吐下功率优化的自适应算法。