1、OFDM在不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,報(bào)告人 董青,PRESENTED BY 董青&劉偉,數(shù)字通信,數(shù)字通信,目錄,CONTENTS,1.闡述了OFDM與生俱來的優(yōu)越性，并提出隨之產(chǎn)生的資源分配問題； 2.分析了最簡單的注水功率分配方法的原理和它的缺陷，并由此引出了更加優(yōu)良的OFDMA； 3.分析了在業(yè)務(wù)傳輸過程中，上行和下行資源分配的原理。,OFDM簡介,PART ONE,資源分配,PART TWO,注水功率分配,PART THREE,上行與下行,PART FIVE,結(jié)論,PART SIX,OFDMA,PART FOUR,數(shù)字通信,什么是OFDM,PART ONE,PART 1 什么是OF

2、DM,OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),什么是”O(jiān)”（正交）？,即正交頻分復(fù)用，是一種多載波調(diào)制技術(shù)。,將可用的信道帶寬劃分為若干個(gè)較窄的子帶。每個(gè)子帶上傳輸不同的信號。 ”正交”: 不同子帶上的子載波相互正交。就如同 載波sin(k*t) 和 載波cos(k*t) 是互相正交的。,PART 1 什么是OFDM,“正交”有啥好處？,圖1：常規(guī)FDM。兩路信號頻譜之間有間隔，互相不干擾。,為了更好的利用系統(tǒng)帶寬，子載波的間距可以盡量靠近些。,圖2：靠得很近的FDM。解調(diào)第一路信號時(shí)，已經(jīng)很難完全去除第二路信號的影響了（電路的實(shí)現(xiàn)畢

3、竟不能像剪刀裁紙一樣利落）。,PART 1 什么是OFDM,“正交”有啥好處？,還能再近些嗎？這就是OFDM，近到完全等同于奈奎斯特帶寬，使頻帶的利用率達(dá)到了理論上的最大值。,圖13：繼續(xù)靠近，間隔頻率互相正交，因此頻譜雖然有重疊，但是仍然是沒有互相干擾的。,PART 1 什么是OFDM,“正交”有啥好處？,“正交”賦予了OFDM不同于其他頻分復(fù)用的重要特性： 它允許各子載波的信號頻譜在頻域產(chǎn)生重疊，極大地提升了系統(tǒng)的頻譜利用率。頻域抽樣點(diǎn)處不產(chǎn)生子載波干擾，保持良好的正交特性。,資源分配,PART TWO,數(shù)字通信,給單一的用戶分配適合頻段的子載波。,1,2,3,4,PART 2 資源分配,

4、綜合考慮，給多個(gè)用戶分配各自適合頻段的子載波。,不同小區(qū)的用戶可以使用相同的子載波，但是會對其他小區(qū)的用戶產(chǎn)生干擾，所以多小區(qū)資源分配不僅完成小區(qū)內(nèi)的多用戶分配，還要在小區(qū)之間進(jìn)行資源的動態(tài)協(xié)調(diào)。,資源分配的 覆蓋范圍,單用戶最優(yōu)的功率分配,PART THREE,數(shù)字通信,PART 3 單用戶最優(yōu)的功率分配,注水功率分配,單用戶傳輸系統(tǒng)，即假設(shè)一個(gè)頻段內(nèi)的所有子載波都僅對該用戶服務(wù)。而各個(gè)子載波對該用戶的衰落程度有優(yōu)有劣。因此需要尋求適合的子載波分配方法。,PART 3 單用戶最優(yōu)的功率分配,注水功率分配,在限定功率的情況下，衰落越小的子載波上理應(yīng)分配更多的功率。 因此，給定信道傳遞函數(shù)（SN

5、R可求）時(shí)， 最優(yōu)的功率分配方式類似于將水（發(fā)送功率）倒入SNR的倒數(shù)所表示的碗里，如圖a)。,在OFDM系統(tǒng)里，有限個(gè)離散信道子載波也可使用注水分配，如圖b)。,PART 3 單用戶最優(yōu)的功率分配,OFDM用作單用戶數(shù)據(jù)服務(wù),如右圖表示，即便采用了單用戶最優(yōu)的功率分配方式功率注水，仍然有很多子載波處于該用戶的深度衰落中不能使用，造成大量資源浪費(fèi)。,如何有效利用？,數(shù)字通信,OFDMA系統(tǒng),PART FOUR,PART 4 OFDMA系統(tǒng),OFDMA,“A”=access.增長，演進(jìn)。 相比于OFDM，OFDMA則讓系統(tǒng)的子載波為多個(gè)用戶提供服務(wù)。 一個(gè)用戶處于深度衰落的子載波對于另外一個(gè)用戶

6、來說，可能信道條件很好。 OFDMA技術(shù)就是通過多用戶自適應(yīng)子載波選擇和功率分配，能夠給每個(gè)用戶提供其認(rèn)為信道條件很好的子載波。,PART 4 OFDMA系統(tǒng),OFDMA的優(yōu)點(diǎn),多載波頻譜重疊， 具有更高的頻譜效率；,引入循環(huán)冗余前綴， 具備更強(qiáng)的抗符號間串?dāng)_；,不允許多個(gè)用戶共用一個(gè)子載波， 用戶之間的數(shù)據(jù)因此具有正交性，不存在用戶間干擾；,允許用戶選用適合自身的子載波、功率，擁有靈活的資源分配方式。,功率自適應(yīng)資源分配 速率自適應(yīng)資源分配,1,2,3,4,PART 4 OFDMA系統(tǒng),考慮比例公平資源分配 不考慮比例公平資源分配,上行資源分配 下行資源分配,分類標(biāo)準(zhǔn),數(shù)字通信,不同業(yè)務(wù)傳送

7、方向中的資源分配,PART FIVE,PART 5 不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,下行資源分配,現(xiàn)有算法資源分配步驟 1：首先假設(shè)各子載波 功率相等，考慮比例約束進(jìn)行子載波分配 2：基于子載波分配方案，實(shí)施功率分配，用以提高系統(tǒng)的和速率容量 （不考慮下行資源分配信息的傳送帶寬）,PART 5 不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,下行資源分配的資源模型,PART 5 不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,迭代功率分配算法,PART 5 不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,上行資源分配的資源模型,PART 5 不同業(yè)務(wù)傳送方向中的資源分配,上行資源分配算法,數(shù)字通信,結(jié)論,PART SIX,PART 6 結(jié)論,結(jié)論,功率迭代算法為次優(yōu)算法，為最優(yōu)的三分之一，下行功率迭代轉(zhuǎn)移算法逐步收斂，可以通過迭代算法控制收斂誤差，實(shí)現(xiàn)在公平性性能和算法復(fù)雜度之間的良好折中,上行資源分配損失了用戶之間的公平性，但由于用戶能力存在差異，故絕對的公平性很難保證,下行分配算法更適合未來網(wǎng)絡(luò)頻率選擇性信道的資源分配，能夠以很低的計(jì)算復(fù)雜度獲得多用戶分集增益,下行適用