【正文】 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 保 護(hù)間 隔I F F T自 適 應(yīng) 子 載 波 和功 率 分 配 算 法新 到信 息針 對 第K 個(gè) 用戶 的 衰落 信 道信 道編 碼交 織自 適 應(yīng)調(diào) 制去 除 保護(hù) 間 隔ＦＦＴ及子載波選擇信 道編 碼信 道編 碼信 道編 碼交 織交 織解 交 織映射到子載波映射到子載波自 適 應(yīng)調(diào) 制自 適 應(yīng)調(diào) 制自 適 應(yīng)解 調(diào)自 適 應(yīng)解 調(diào)逆映射自 適 應(yīng) 子 載 波 和功 率 分 配 算 法自 適 應(yīng)解 調(diào)用 戶 １數(shù) 據(jù)用 戶 ２數(shù) 據(jù)用 戶 Ｋ數(shù) 據(jù)用 戶 ｋ數(shù) 據(jù)12N12N...保 護(hù)間 隔I F F T自 適 應(yīng) 子。 39。與第一種情況的優(yōu)化目標(biāo)是在一個(gè)給定的 k 個(gè)用戶發(fā)送速率和誤碼率的發(fā)送功率，需要把最小的功率的情況下，這個(gè)問題可以表示： ,* 21 ,()m in k k k nk knfcP h?? ?? （ 31） 約束條件為： ,1 , { 1 , 2 , , }Nk k nnR c k K?? ? ?? （ 32） ? ?39。有 K 個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行在信道力進(jìn)行編碼，然后對發(fā)送的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行交織，進(jìn)行聯(lián)系，會映射到子載波上同時(shí)在自適應(yīng)子載波和功率分配算法，一起進(jìn)行自適應(yīng)的算法，通過對數(shù)據(jù)的傅里葉的逆變換， 再通過加入保護(hù)間隔，防止符號間的發(fā)生干擾，如果想得到其中某一個(gè) K 用戶的信息，則需要對其進(jìn)行去掉保護(hù)間隔，然后對數(shù)據(jù)再進(jìn)行傅里葉變換，通過自適應(yīng)的解調(diào)，最后經(jīng)過依次逆映射，用戶就會收到相應(yīng)的信息。本章最后，普通功率的分配研究。其他用戶通常不會孩子，通道深信道所有用戶，因此可以通過對用戶每比特自適應(yīng)子載波功率分配學(xué)習(xí)，了充分運(yùn)用資源。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 3 認(rèn)知無線電 OFDM 系統(tǒng)多用戶資源分配算法 的研究 在基一個(gè)多用戶 OFDM 系統(tǒng)中，基站可能同時(shí)支持多個(gè)用戶在不同的位置，因此，在多用戶的情況下，不同的用戶請求的業(yè)務(wù)可能不同，因此需要不同的服務(wù)質(zhì)量，系統(tǒng)給予支持。在以上文章中簡單介紹 了 OFDM產(chǎn)生的背景、它的原理及原理框圖，和系統(tǒng)框圖中的各個(gè)部分的組成成分，詳細(xì)介紹了 OFDM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，利用這些的優(yōu)缺點(diǎn)研究了很多這方面的研究， 研究了很多的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。很容易看出，*TTTp p p??，其中 *T? 是原問題中最小功率值， Tp 是放松限制條件下的最小功率。 那么單用戶的比特分配算法應(yīng)該副載波分配每個(gè)用戶。*,arg max knk ?? ， *,kn? =1，且對其他的 39。另外，簡單地量化 *,knc 和 *,kn? 值， 可能無法滿足單一數(shù)據(jù)速率限制的條件。 現(xiàn)在已經(jīng)有了可以得到 *,kn? 和 * * *, , ,*,/ , 00 , k n k n k nknrc ??? ??? ??? 其 他最優(yōu)化的算法。 在調(diào)整 ( 1, , )k kK? ? 的過程中，對于固定的 n，有多于一個(gè) ,()k n q kH ? 有相同值得情況是不能忽視的。39。 由于對于給定的 k，隨著 k? 增加，對所有的 n其,()k n q kH ?都是降低的，而且對于*, 0kn? ? 的那些 n，當(dāng)其 *,knr 是 增加時(shí) 。k ，然后從優(yōu)化算法的最優(yōu)解中可以得到 *,knr 和 *,kn? 。**, 1, 0 knkn???? （ 220） 其中， 39。 1 2, , , , , , ,2 ,1( ) ( )k n q n k k n k n k n k n k nknH f f f? ? ? ? ? ? ?? ???????? （ 219） 當(dāng) 39。 1 2,( 0 ) / , ( ) 0, 0 ( )( ) / , ( )k k n k k k nq k k k k k nk k n k k k nfffMf m f M? ? ?? ? ? ?? ? ????? ???? ? ??? ??? 另外，根據(jù)式（ 21）和（ 217），得出： ,* ,0 , ( ) 1 , ( )n k n q kkn n k n q kHH??? ???? ???? （ 218） 其中， ? ?? ?39。 1 2,39。 2 39。 根據(jù)式（ 215）和（ 216），可以得出結(jié)論： * * 39。 * *, , ,2*( , ) ( , ), , , **,001 0 ( 0 , )0k n k n k n k nknknk n k k n k nrrk n k n k nk n k nrrL f r Mr rM?? ???? ??? ??? ??? ?? ? ? ?? ? ???? ??????? （ 214） **, , , ,* * *, , ,39。對 L分別求關(guān)于 ,knr 和 ,kn? 的導(dǎo)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 數(shù)后，可得到最優(yōu)解的必要條件 *,knr 和 *,kn? 。特別需要注意的是， Hession估計(jì)出此區(qū)域內(nèi)的任何一點(diǎn)都是一個(gè)半正定矩陣。 因此，會繼續(xù)考慮原來在式（ 28）中的問題，而且會將式（ 27）作為更低限制下的優(yōu)化公式 [14]，即讓它有自己的物理解釋。因此 ，在（ 28）中得到的最小功率 Tp 就是（ 27）中最小功率 *Tp 在 要求低的情況下得出的結(jié)論 。為 了 能夠 處理?xiàng)l件而在此代價(jià)函數(shù)中引入 K個(gè) 變量， , [ 0 ,1]( 1, , )kn kk? ??，作為第 n個(gè)子載波的共享系數(shù)。 為了能夠解決多用戶資源子載波比特的分配，可以跟那個(gè)單用戶的分配相似但不相同的優(yōu)化問題。因?yàn)檫@個(gè)貪婪法能夠傳送的得傳輸功率最小。實(shí)際上，還有一些更快的、更簡單的算法，這些算法能使比特分配過程的速度大大提高。 R周期后 ， 對于每個(gè)子載波 ， 最后一點(diǎn)分配最優(yōu)比特分配 ()fc 。當(dāng)所有的 R位 進(jìn)行 分配完成后 ， 比特分配過程也就結(jié)束了。在初始化的時(shí)候 ， 假設(shè)都是 0，在副載波的比特?cái)?shù)分配算法來解決分配算法根據(jù)渠道獲得所需的副載波功率 ， 選擇所需的功率最小的副載波分配有點(diǎn)和所需的電力 ， 直到達(dá)到目標(biāo)比特率。單用戶問題不僅可以使讀者更好地理解要解決的問題 ， 并在此基礎(chǔ)上論文能提出一種比特分配算法在多用戶環(huán)境中。做的多用戶副載波和一些權(quán)力和權(quán)力分配問題公式化 ， 并提出一個(gè)循環(huán)算法完成多用戶副載波分配問題 [12]。因此 ， 這些用戶分配時(shí)間槽或不使用副載波頻帶將被浪費(fèi) ， 和其他用戶也不使用這些副載波。 OFDM系統(tǒng)用戶資源分配算法 的研究 在 OFDM系統(tǒng)中認(rèn)知無線電中的多用戶采用自適應(yīng)的調(diào)制方式， 主要是應(yīng)用在頻率選擇性的衰落這樣的周圍環(huán)境中。主要均衡的主要功能是盡可能的彌補(bǔ)產(chǎn)生的多徑多引起的碼間串?dāng)_。 然而 OFDM 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 為子 載波之間的代碼聯(lián)系 提供了機(jī)會。 因?yàn)樵谛诺乐型鶗霈F(xiàn)一些問題，而這些問題往往是錯(cuò)誤的，這些多霧又是隨機(jī)的，所以在信道中采用了編碼，可以降低一定的錯(cuò)誤率。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中 ,選擇的信息 和最優(yōu)估計(jì)量的設(shè)計(jì)通常是相互關(guān)聯(lián)的 ,因?yàn)楣烙?jì)的性能和 導(dǎo)頻 信息傳輸模式。所以也是 OFDM 系統(tǒng)中一大缺點(diǎn)。而這些頻譜的頻率偏移差會很容易影響信號之間的干擾，造成通道的敏感，這就是 OFDM 系統(tǒng)的主要的去缺點(diǎn)之一。缺點(diǎn)會表現(xiàn)一下幾方面： （ 1）在 OFDM 系統(tǒng)中，光譜他們是重疊的子信道，但是它們之間有非常嚴(yán)格的要求那就是對各路子載波之間的正交性提出了非常嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊蟆Ｓ辛?OFDM 這項(xiàng)技術(shù)，在非對稱的鏈路中就可以想到 OFDM。 （ 4）在無線通信中數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù) 是有不對稱的，則會有下行鏈路的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能會比上行的鏈路的數(shù)據(jù)數(shù)量要大，這個(gè)就是非對稱的鏈路，就像這個(gè)非對稱的鏈路所以很需要借助物質(zhì)的高速數(shù)據(jù)速率傳輸，而在 OFDM 的系統(tǒng)中可以看到有不同數(shù)量的子載波數(shù)量的子頻道就是傳送不同的速率。 當(dāng)大量的載體，系統(tǒng)的頻譜效率 2 波特 /赫茲。 （ 2） OFDM 系統(tǒng)使用復(fù)用的技術(shù)的方法是：需要很多個(gè)子載波之間并行一起來傳輸數(shù)據(jù)流，這樣不但降低了發(fā)送段的發(fā)送功率，還保護(hù)了各個(gè)子載波間的頻帶之間的通河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 道。R F輸 出數(shù) 字 上 變 頻 數(shù) 字 模 擬 IQ 圖 26 OFDM 系統(tǒng)的數(shù)字混頻器 OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 最近這幾年隨著科技的快速發(fā)展， OFDM 技術(shù) 現(xiàn)在被人們越來越看重，發(fā)現(xiàn) OFDM技術(shù)在生活工作方面可以很平常的被利用起來，所以近幾年有很多研究人員研究這個(gè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) [9]，優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： （ 1） OFDM 系統(tǒng)中那些較高的傳輸速率的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而每個(gè)數(shù)據(jù)流上所對應(yīng)的子載波的數(shù)據(jù)符號的長度也是隨著數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換而相對增加的，這樣可以有效的減少數(shù)據(jù)符號在無線通信中的時(shí)間 色散所引起的不均衡，并且還可以在一定程度上降低了接受機(jī)的相對復(fù)雜度。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 數(shù) / 模轉(zhuǎn) 換I數(shù) / 模轉(zhuǎn) 換9 0 186。 RF 調(diào)制 從 OFDM 系統(tǒng)中 調(diào)制器輸出的基帶信號，其中這個(gè)基帶信號必須和這個(gè)傳輸系統(tǒng)頻率達(dá)到一致，這樣才能更好的傳輸數(shù)據(jù)，沒有干擾，沒有誤差，減少了傳輸過程中的誤碼率，這個(gè)基帶信號和混合操作的技術(shù)的動作是同步，才能實(shí)現(xiàn)信號的更好傳輸。 串行/并變換IDFT或并行/串變換插入保護(hù)間隔串行/并變換IDFT或并行/串變換插入保護(hù)間隔數(shù)/模變換數(shù)/模變換多徑傳播OFDM反OFDM圖 24 加入保護(hù)間隔，利用 IDFT/DFT 實(shí)施的 OFDM 系統(tǒng)框圖 其中，選擇合適的子載波數(shù)量 N，為了能夠消除這些數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生的多徑效應(yīng)和碼間干擾，可以在使用在 OFDM 系統(tǒng)中加入一些保護(hù)間隔這樣就可以盡量的減少或者避免了多徑效應(yīng)和碼間串?dāng)_。 I F F TT sI F F TI F F T 輸 出保 護(hù)間 隔保 護(hù)間 隔T gT f f t 復(fù) 制符 號 N 1符 號 N符 號 N + 1時(shí) 間 圖 23 加入保護(hù)間隔的 OFDM 符號 O F D MsT 為 符 號 的 總 長 度， O F D M sg FFTT TT??的 符 號 總 長 度 為 其 中g(shù)T 為采樣的保護(hù)間隔長度， FFTT 為 FFT 變換產(chǎn)生的無保護(hù)間隔的 OFDM 符號長度 則在接 收端采樣開始的時(shí)刻 XT 應(yīng)該滿足下式： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 max XgTT? ?? （ 23） 在式（ 23） 中 max? 是傳輸信道中的最大多徑效應(yīng)時(shí)延的擴(kuò)展時(shí)間，若 能夠滿足該式，則傳輸中前面一個(gè)的 OFDM 符號的干擾只會存在 ? ?max0,? 之間，如果子載波的個(gè)數(shù)比較多的時(shí)候， OFDM的符號周期 sT 和信道的脈沖相應(yīng)比較而言來說， max? 是相對比較大的，則出現(xiàn)的結(jié)果是符號之間的干擾很小或者避免了產(chǎn)生符號之間的干擾。第一副載波的副載波可引起干擾?？墒沁@種可能會產(chǎn)生空白的傳輸頻段可能會產(chǎn)生多徑效應(yīng)，造成多徑效應(yīng)的影響，所以會產(chǎn)生不好的對子載波有干擾的破壞，也就是在這種情況下，各個(gè)子載波之間原來是正交的，可是受到這個(gè)影響，各路子載波可能就不是正交的，然后不同的子載波間會有一定的相互干擾。 之所以在每個(gè) OFDM 符號中間加這個(gè)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 間隔，主要是為了能夠希望盡量或者避免各個(gè)符號之間的干擾，所以在每個(gè) OFDM 符號中添加了一定的保護(hù)間隔gT，當(dāng)然這個(gè)也是保護(hù)見間 隔也是有條件 的，那就是這個(gè)保護(hù)間隔一般都要比無線信道中的最大的時(shí)延擴(kuò)展 還要大，主要這樣是為了避 免一個(gè)符號產(chǎn)生的多徑分量不會那么容易對下一個(gè)符號造成一定的干擾， 如圖 22 所示。其中 id 經(jīng)過 IDFT 輸出數(shù)據(jù)的符號 ks 是經(jīng)過很多的子載波的信號經(jīng)過數(shù)據(jù)的堆棧，也就是很多子載波的連續(xù)疊加以后經(jīng)過調(diào)制的信號采樣。同樣的當(dāng)這個(gè)接收段想要恢復(fù)出原來的一些數(shù)據(jù)符號 id ， 則也可以對 ks 進(jìn)行逆變換即離散的傅里葉變換可