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MIMO-OFDM技术被业界认为是未来第四代移动通信系统的主要物理层技术,正在成为国内外通信领域的研究热点,成为高速无线传输应用的有力竞争者。在MIMO-OFDM系统中,自适应功率分配一直是一个研究重点。功率是无线通信系统中至关重要的资源之一,系统的容量直接受限于系统的发射功率,但由于发射功率是有限的,不能无限制地增大发射功率来提高系统容量。因此,无论是从MIMO-OFDM系统本身的体系来讲,还是从应用来讲,合理地进行功率资源的分配都是一个非常关键的问题。
本文主要研究MIMO-OFDM系统中的自适应功率分配算法。首先,详细介绍了MIMO、OFDM、MIMO-OFDM系统的基本原理,仿真分析了发送端、接收端天线数目和天线的相关性对MIMO信道容量的影响。并比较分析了系统中常用的功率分配算法,推导证明了这几种算法之间的关系。然后在此基础上,基于闭环MIMO-OFDM系统模型提出了一种新的功率分配算法,该算法把注水算法和HARM算法结合起来,先像注水算法一样把质量太差的子信道关闭掉,以免造成功率的浪费,然后剩余的子信道再按照HARM算法进行分配,这样就可以起到优势互补的作用,克服二者的局限性。
通过蒙特卡洛仿真,将新算法与注水算法和HARM算法进行性能比较,验证了新算法的性能优于这两种传统的功率分配算法,能有效地降低系统的误码率,在一定程度上增加系统容量、提高频谱利用率,并在一定程度上降低了算法的复杂度。