Résumé: Pour améliorer les performances du système de communication OFDM, un algorithme de modulation adaptatif basé sur un groupement dynamique à peu près uniforme. Compte tenu du gain de sous-porteuse, le niveau de bruit et le taux et d'autres facteurs, présente un groupe dynamique plus complète par les sous-porteuses des paquets du système OFDM, puis dans les unités de groupe allocation adaptative des ressources de communication. Les résultats de simulation montrent que le schéma proposé est comparé à d'autres Fischer méthode classique de modulation adaptative, la performance de taux d'erreur binaire proche du site, ce qui réduit considérablement la complexité de calcul.
format de citation chinois: Zhang Xiaoyu, Tang Wei St., Wei Zhang, et al. Système OFDM est paquet dynamique approximativement uniforme algorithme adaptatif de modulation Technologie électronique, 2016,42 (1): 75-78.
Anglais format de citation: Zhang Xiaoyu, Tang Weisheng, Zhang Wei, et al. Algorithme de modulation adaptative des appro xi accoupler division de sous-bande de dynamique uniforme pour le système OFDM .Application Technique électronique, 2016,42 (1): 75-78.
0 introduction
technologie (OFDM) multiplexage orthogonal par répartition en fréquence est une technique de modulation à porteuses multiples, peut améliorer considérablement l'efficacité du spectre, très efficace contre sélective de fréquence d'évanouissement et d'interférence à bande étroite. Au début des techniques de modulation à porteuses multiples, chaque schéma de modulation de sous-porteuse en utilisant un taux fixe, le taux d'erreur binaire du système global de communication (TEB) dépendra de la performance des pires sous-porteuses; modulation adaptative selon l'état actuel du canal (CSI), l'ajustement adaptatif de la transmission des bits du nombre de sous-canaux et le schéma de modulation pour améliorer la performance du système.
Procédé de modulation adaptative classique, basée sur un critère d'optimisation peut être divisée en trois catégories: algorithme glouton sur la base du gain de canal , la capacité de canal en tant que référence à l'algorithme , la performance de taux d'erreur sur les bits comme un algorithme de référence .
Dans le système de communication radio réelle, l'examen sera plus calcul des ressources et la charge de signalisation occupés par l'algorithme. Pour réduire davantage la tête de l'algorithme, d'un algorithme adaptatif de modulation de sous-porteuse basée sur un paquet, le groupe de sous-porteuse comme une unité d'allocation des ressources, cependant, l'algorithme existant paquet groupement ou fixe, ne peut pas s'adapter à des environnements de communication différents ou dynamique regroupement basé sur simplificatrice .
Cet article présente un nouveau, le regroupement dynamique à peu près uniforme modulation adaptative, selon les gains de canal, le niveau de bruit et un taux de codage déterminé sur la base groupement dynamique, et l'unité d'adaptation d'un groupe d'allocation de ressources de communication dans le système pour faire en sorte que la performance de taux d'erreur en vertu du principe, ce qui réduit considérablement les frais généraux du système.
Une analyse de l'algorithme classique
Dans l'algorithme de modulation adaptative classique, l'algorithme Hughes-Hartogs est plus proche de la solution optimale théorique, il est calculé à partir du début de chaque sous-canal bit 0, algorithme glouton, pour chaque augmentation de 1 bit à la puissance minimale nécessaire pour trouver tous les sous canal, jusqu'à ce que toute l'allocation de bits est terminée. Cependant, l'opération arithmétique est trop grande.
Chow algorithme est un algorithme de sous-optimal pour une modulation adaptative, en fonction de la capacité de canal en tant que norme pour le nombre de bits de chaque allocation de sous-porteuse, l'initialisation sous-porteuse conformément à la formule suivante, Bit N °:
SNR (i), Ei et | Salut | 2 représentent le SNR de la i-ième sous-porteuse, la puissance d'émission, et le gain de canal, N0 représente la puissance de bruit, Gamma] représente l'écart entre le système et la limite de Shannon, un margin par itération finie obtenue proche du seuil optimal.
algorithme Fischer performance taux d'erreur que les critères d'optimisation, le taux d'erreur de la i-ème modulation M-sous-porteuse QAM est exprimée sous la forme:
2 paquets dynamique à peu près uniforme algorithme adaptatif de modulation
2.1 flux d'algorithme
Elle a proposé un organigramme de l'algorithme de modulation adaptative de groupe dynamique à peu près uniforme représenté sur la Fig. L'algorithme est divisé en trois étapes: (1) sur la base des informations d'estimation de canal (CSI), déterminer dynamiquement un nombre de paquets, (2) tous les sous-porteuses triées et divisées en groupes de sous-porteuses; (3) un groupe comme une unité, modulation adaptative, l'allocation des ressources de communication.
déterminer un certain nombre de Dynamiquement paquets 2.2
La formule (1) peut être vu, en vertu du principe de la même puissance de transmission, les gains de canaux de sous-porteuse pour chaque doublement du nombre de bits sous-porteuse allouable plus 1, selon la formule (2), le taux d'erreur sur les bits ne sont pas garanties en le cas où la variable, peut être obtenu à la même conclusion. Ainsi, les paramètres de l'algorithme a1 regroupés par la formule (3):
Où: c1 = 0,2, c2 = 1,6. De la formule (4) peut être vu, le taux d'erreur binaire et de la puissance de bruit, le nombre de bits d'onde de sous-porteuse sont en corrélation positive, tandis que, dans la puissance de bruit est relativement élevé, un algorithme de modulation adaptative plus complexe de gain effet n'a pas apporté de toute évidence, il devrait donc être d'améliorer les performances de l'algorithme en réduisant les frais généraux de l'algorithme, à savoir, ce qui réduit le nombre de paquets. L'algorithme est basé sur des paramètres de paquet a2 formule suivante:
2.3 allocation de sous-porteuse
2.4 Allocation des ressources Adaptive
algorithme adaptatif d'attribution des ressources en fonction des critères d'optimisation des performances de BER, par rapport à la méthode de Fischer, les améliorations suivantes: dans des unités de groupes de calcul de bits de sous-porteuse; canal de différence sur l'ensemble de sous-porteuses exclus; l'ajustement bits restants.
L'algorithme d'allocation de bits décrit les étapes de mise en uvre spécifiques aux présentes:
Passe à l'étape (5);
(5) pour quantifier bi, BQI = round (bi), l'erreur de quantification est calculée bi = BQI-bi, le nombre total de bits Rtotal = bQi × mi;
(6) ajuster le nombre de bits restant: Si Rtotal = Rtarget, se terminant attribution de bits, si Rtotal > Rtarget, passe à l'étape (7), si Rtotal < Rtarget, passe à l'étape (8);
(7) Si Rtotal-mi > Rtarget, trouver le plus petit bi, réglage BQI = BQI-1, Rtotal = Rtotal-mi, bi = bi + 1, si Rtotal-mi < cible R, trouver le minimum de bi, numéro d'enregistrement i et Rtotal-Rtarget, le Rtotal-Rtarget devant moins une sous-porteuse i bits dans le premier groupe de sous-porteuses, la fin de l'affectation de bits;
(8) Si Rtotal + mi < Rtarget, trouver le plus grand bi, réglage BQI = BQI + 1, Rtotal = Rtotal + mi, bi = bi-1, si Rtotal + mi > cible de R, pour le plus grand bi, numéro d'enregistrement i et Rtarget-Rtotal, après Rtarget-Rtotal à l'intérieur de la i-ième groupe de bits de support de sous-porteuse plus un, la fin de l'affectation de bits.
3 résultats de simulation et d'analyse
Cette section décrit l'algorithme est proposé simulation, modulation adaptative et les paramètres de deux algorithmes: analyse de la complexité de l'algorithme et le taux d'erreurs de bit performance pour la supériorité de l'algorithme.
3.1 algorithme d'analyse de la complexité
La complexité de l'algorithme est une mesure de l'algorithme de modulation adaptatif a un indicateur important de l'analyse pratique, théorique dans le tableau 1 dans la complexité de calcul algorithme Hughes-Hartogs, algorithme Chow, et cet algorithme procédé Fischer.
Dans le tableau 1, N représente le nombre total de sous-porteuses, M est le nombre de paquets, le nombre maximal total de MaxCount d'itérations est défini algorithme Chow, est éliminé procédé Fischer ne satisfait pas le nombre requis d'itérations de sous-porteuses, 1, 2, 3 représente trois sortes algorithme pour ajuster le nombre de bits ([epsilon] 3 de moins de 1 et 2). Comme on le voit, l'algorithme glouton complexité de calcul est directement lié au nombre total de bits Rtarget, et Fischer Chow algorithme et l'algorithme de complexité associée avec le nombre total de sous-porteuses N, la complexité de calcul très Diminuer, l'algorithme complexité de calcul et le nombre de paquets de corrélation M, minimum de complexité de calcul. Surtout en tenant compte de l'erreur d'estimation de canal réelle dans le système de communication et les frais généraux de signalisation, les frais généraux de l'algorithme sur l'ensemble du système OFDM, il sont considérablement réduits.
3.2 BER simulation de performance
Cette section du TEB vérification de comparaison de simulation. canal de simulation est le canal Rayleigh, système de modulation QAM, le plus haut niveau du système de modulation de 256QAM, les simulations supposent ici une estimation de canal idéal.
La figure 2 est un algorithme proposé et de l'algorithme Chow, le taux d'erreur algorithme de comparaison des performances Hughes-Hartogs. Comme on peut le voir, l'algorithme du taux d'erreur des performances proches de l'algorithme glouton Hughes-Hartogs, légèrement mieux que l'algorithme Chow.
La figure 3 est une comparaison de cet algorithme avec l'algorithme de regroupement fixe on peut le voir, l'algorithme de meilleures performances de BER et l'algorithme adaptatif déterminer dynamiquement le nombre de paquets utilisés dans la présente, l'applicabilité des algorithmes plus forts.
La figure 4 est une comparaison des performances de BER de l'algorithme proposé, et l'algorithme Fischer quantité calculée. Comme on peut le voir, la performance de taux d'erreur binaire de l'algorithme proposé est presque équivalent à l'algorithme Fischer, mais le temps de calcul est beaucoup plus faible que l'algorithme Fischer.
les résultats de simulation intégré peuvent être obtenus trois avantages de l'algorithme: (1) par rapport au procédé de modulation adaptative classique est pas un paquet, l'algorithme à TEB conditions de garantie, une réduction significative de calcul, (2) par rapport à algorithme de modulation adaptative des paquets fixes, de meilleures performances de taux d'erreur de la présente algorithme, et calculer la quantité moyenne inférieure, (3) l'algorithme proposé sur la base d'une meilleure dynamique de regroupement, la capacité d'adaptation à différents environnements de canal est plus forte.
4 Conclusion
Le présent document réalisé des études intensives art pour système OFDM de modulation adaptative, un algorithme de modulation adaptative de paquets dynamique à peu près uniforme. l'analyse de la complexité algorithmique et les résultats de simulation montrent que l'algorithme du taux d'erreur des performances proches de la méthode Fischer, tout en réduisant considérablement les frais généraux du système, et l'algorithme de regroupement dynamique, peut s'adapter à l'environnement de communication plus complexe. En ce qui concerne l'algorithme de modulation adaptative classique, les performances de l'algorithme mieux, plus pratique.
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Informations Auteur
Zhang Xiaoyu 1,2, 1,2 San Tang Wei, Zhang Wei 1, Tong Zilei 1
Shanghai Institut pour la sécurité avancée et le laboratoire d'urgence Académie des sciences, Shanghai 201210;
2. Université de l'Académie des Sciences de Chine, Beijing 100049, Chine
