论文研究-自适应调制技术在CMMB系统中的应用 .pdf

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自适应调制技术在CMMB系统中的应用,刘炀,刘凯明,CMMB系统是中国移动多媒体广播系统,由于信道的时变性,系统资源利用率的提高受到了限制。而自适应调制技术利用信道估计以及相应��
巾国武技文在线 http://www.paper.edu.cn 子载波的LDn1=log2(n1),i=1、2、…、N,并把这些值存储下米,这样下次使用时不需 要再作对数运算。 步骤2:计算I中各个子载波可分配的比特数目 R=(R1+∑LDn)/N-LDn 步骤3:若R≤0且讠∈I,那么N′=N’-1,把第i个子载波从I中删除。然后转到步 骤2,继续下去直到R>0,i∈I。 步骤4:由于激活子载波上所分配的比特数R.一般情况下都不是整数,所以必须进行量 化,Ro=romd(R)。量化误差等于△R2=R-Ro 步骤5:计算分配的比特总数 Rm=∑R 步骤6:若Rm=R,则转到下步,否则调整R直到Ran=R 若Rn→>R,找到最小的△R且R>0,调整Ro=R0-1,Rmn=R △R,=△R+1。 若Rn<R,找到最小的AR且Ro>0,调整Ro=Ro1+1,Rmn=Rnmn+1, △R.=△R 步骤7:最后一个步骤是功率分配。每个激活的子载波上分配的发射功率按下式计算 s SUn, eR 以上是 Fischer算法的各个步骤。因为 Fischer算法给出了比特分配和功率分配的闭式 解。所以算法复杂度较小,适合高速无线数据传输。而且它的误比特率性能接近与Chow算 4.仿真分析 41CMMB系统中引入白适应调制的参数 本文采用了国际电信联盟ⅥA信道模型[6,参考ⅠMT-2000无线电广播技术评估指南, 米设计信道,设定信道时延,衰减等参数。国际移动电信2000(M1-2000服务应用范围丿 泛,因此其特点完全适用于CMMB系统[7],并且具有广阔的发展前景和极大的市场价值, 所以选用它作为信道模型研究也具有很强的现实意义。而在设计中的信道估计算法使用的是 目前被广泛用于信道估计的基于导频信号的算法,对信道传递函效直接做佔计。在CMMB 系统中,给定了传输速牽和口标误码率,十分适合 Fischer算法的特点,因此我们通过 Fischer 算法为各个子信道分配合适的比特数目,使系统所需要的传输功率最小,提高信噪比。 仿真系统中的各参数选择如表2所小,室内、室外信道模型参数则如表3所小: 巾国武技文在线 http://www.paper.edu.cn 表2仿真系统参数 带宽模式 2MHZ 采样间隔 5 调制方式 BPSK、QPSK、16QM 信道总数NC 1024 循环前缀点数 128 OFDM符号周期 460.8S 子载波信道间隔 244kH 信道编码 无 表3ITU-RM1225标准中室内外信道模型各径参数 道室外信道 室内信道 模型 径数时延功率时延功率 0 0 0 0 310 1.0 50 3.0 23456 710 9.0 110 10.0 1090-100170-180 1730-150290 -26.0 2510-20.0310 32.0 42仿真结果分析 在仿貞中,我们考虑了在室内、室外不同环境下,以及在不同的数据速率条件下,引入 自适应调制后的系统与原系统相比较在系统性能上的不同。部分仿真结果图如图3、4、5、 6所示: 引入白适应调制后 ■原系统 10 18 Eb/NO(dB) 图3室外、2M带宽、Rb=N 巾国武技文在线 http://www.paper.edu.cn 引入自适应调制 原系统 20 4室外、2M带宽、R6=2 10 引入自适应调制后 10 图5室内、2Ⅵ带宽 R,=N 引入自适应调后 原系统 室内、2M带宽、R2=2*N 从得出的结果图可以,看出具有相同信道条件,带宽条件及码率条件下,引入自适应的 系统比原系统更节省所需信噪比,性能更好。不冋信道条件时,室外信道条件下系统性能要 比室内条件要好,由前面所列室内外信道模型各径参数表可以看出,室外条件下,功率衰诚 要小,这有利于节省信号功率,进而节省所需信噪比。不同码率条件下,码率大时系统所需 信噪比更大,而其主要原因为,木设计的CMMB系统假设单位子载泼噪声功率为固定的, 所以柑同带宽条件下(即相同子载波个数条件下),噪声功率是一定的,而增大码率即会增 巾国武技文在线 http://www.paper.edu.cn 加信号功率,所以所需信噪比会相应增加。由于仿真考虑了各种信道环境,不同的数据传输 速率,而在不同的条件下得出的结果都是相同的,那就是在给定目标误码率下,引入自适应 的系统以后能节省所需信噪比。因此这个结论具有广泛适应性,对实际指导很有意义。 5.结论 本文首先对CMMB系统作了简单的介绍,针对CMMB系统中的OFDM调制技术进行 了初步的了解。进而重点研究了自适应调制技术,根据CMMB系统的特点,选择引入了 Fischer自适应调制算法,最终改善了系统性能 本文所提出来的方案对于在给定目标误码率条件下,系统减少了所需要的发射功率,并 且由于仿真是在各种不同环境下都有相同的结果,因此具有重要的实际应用价值和意义。随 着研究工作的进一步深入,自适应调制技术将会在更多的领域中得到广泛应用,尤其是在更 高速率要求、更好服务质量的下一代移动通信系统中 参考文献 [1]CMMB-WP6A-Ⅴ10-061023.广播信道帧结构、信道编佔和调制.北京:国家广播电视总同,2006 12」B. Vucetic.“ An adaptive coding time-varying channels". IEEE Trans. Commun. ol.39pp.653-663, 1991 [3 SOtsuki, S Sampei and N Morinaga. "Square- QAM adaptive modulation/TDMA/T DD Systems using modulation levcl estimation with Walsh function. Elcctron. Lctt, voL31. pp 169-171, 1995 4R. F. H. Fischer and J. B. Huber. A new loading algorithm for discrete multitone transmission. Proc. IEEE Globecom, Nov 1996, pp 724-728 [5 P.S.Chow.J M Cioffi, and J.A.C. Bingham. A practic discrete multitone transceiver loading Algorithm for data transmission over spectrally shaped channels EEE Trans on Commu, Vol43, 1995, 773-775 [6 Rec. ITU-R M 1225."GUIDELINES FOR EVALUATION OF RADIO TRANSMISSION TECHNOLOGIES FOR IMT-2000.ITU. 1997 [7]刘凯明OFDM系统中的自适应调制技术研究:博士学位论文.北京:北京邮电大学2006 The Implement of Adaptive modulation in CMMB Systems Liu Yang, Liu Kaiming", Tang Bihua 1 College of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing(100876) 2 College of Telecommunication, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing (1008 abstract CMMB is the system of China Mobile Multimedia Broadcasting. As result of the time-varying of channel, it will be difficult to improve the resource utilization. The adaptive modulation techniquc is able to allocate a diffcrent number of bit and power in each sub-channel through the estimating of channel and the use of the adaptive modulation algorithm. It can meet the demand of various transmission rates and diffcrent level of Qos. So Fischer Algorithm is introduced in CMMB considering the character of the system. The improved system can save quitc a few powers comparable with the previous one in various situation such as indoor or outdoor. Finally, the conclusion is authenticated with the help of MATLAB. It has important practical values Keywords: CMMB System; OFDM; Adaptive modulation 作者简介:刘炀,勇,1984年生,硕士研究生,主要研究方向是OFDM系统中的自适应调 制技术 6

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