用于N階連續OFDM系統的自適應資源分配方法與流程

本發明屬于無線通信技術領域，涉及正交頻分復用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)、n階連續正交頻分復用(nordercontinuousorthogonalfrequencydivisionmultiplexing)技術及自適應資源分配技術(adaptiveresourceallocation)，具體的說是涉及一種用于n階連續ofdm系統的自適應資源分配方法。

背景技術：

近些年來，一種n階連續(nordercontinuous)ofdm技術被提出作為新型的多載波傳輸方案，用于抑制帶外功率泄露(下文稱為nc-ofdm)。nc-ofdm技術通過提升相鄰ofdm符號間的幅度值和相位值連續性，平滑了相鄰ofdm符號間的非連續點，較大幅度地改善了ofdm系統的頻譜泄漏問題。但是作為一種通過引入平滑信號來抑制帶外泄露的技術，nc-ofdm系統也承受了平滑信號帶來的干擾增加、系統誤碼率惡化的問題。并且根據理論推導，該干擾在用戶頻段內并非均勻分布。

自適應資源分配技術，是在保持總發送速率及總功率不變的情況下，從資源優化角度對每個子載波上的調制方式和功率大小進行重新分配。其思想是在一定的優化準則約束下，為噪聲干擾嚴重的子信道分配更多功率及更低的調制階數，而在噪聲干擾影響不大的子信道上分配較少的功率和較高的調制階數，并總體上保持總比特數目和總發送功率不變。

技術實現要素：

本發明所要解決的，就是針對上述問題，提出將自適應資源分配技術與nc-ofdm技術相結合，從而既能獲得nc-ofdm技術帶來的顯著旁瓣抑制能力，同時也受益于自適應資源分配帶來的誤碼率增益，在總體上為系統提供更加均衡的性能。本發明的方法主要是在離線計算階段，通過計算出的nc-ofdm系統干擾功率分布以及各snr點下的高斯噪聲方差，得出各子載波上最恰當的調制方式，并應用于發送端數字調制模塊，在nc干擾較大的高頻子載波上使用低階調制方式并分配較高功率，在nc干擾較小的低頻子載波上采用高階調制并分配較低功率。該方法有效地降低了nc-ofdm系統的誤碼率，從而提升了系統的性能。

在ofdm系統中，噪聲ni僅僅指各子載波上高斯噪聲的平均功率，而在nc-ofdm系統中，ni的值則是有高斯噪聲和平滑信號引入噪聲兩部分構成。由于本發明的方法以保持數據速率不損失為前提，所以總比特數rt要固定不變。

本發明的技術方案是：

用于n階連續ofdm系統的自適應資源分配方法，所述n階連續ofdm系統中，噪聲ni的值由高斯噪聲和平滑信號引入噪聲兩部分構成，數據總比特數rt為固定不變的，設d為數據占據的子載波數，且d的初始值為總子載波數k，st為總發送功率，均勻的分布于d個子載波上。其特征在于，所述自適應資源分配方法包括以下步驟：

s1、根據高斯噪聲和平滑信號噪聲共同構成的噪聲項ni計算：

ldni＝log2(ni),i＝1,2,…,k

s2、根據獲得的噪聲值對數，獲取各個子載波可分配的比特數目：

s3、判斷ri≤0是否成立，其中i∈i，若成立，則更新d＝d-1，刪除i，回到步驟s2重新獲取ri，直到ri>0,i∈i后進入步驟s4；

s4、對步驟s3獲得的子載波調制階數組合ri進行取整操作：

其中的小數部分為：

s5、根據獲取此時的總比特數目rsum，并判斷rsum＝rt是否成立，若是，則進入步驟s6，若否，則根據如下規則更新

若rsum>rt，找到最小△ri且調整rsum＝rsum-1，△ri＝△ri+1；然后重新進行步驟s5，即判斷rsum是否等于之和。

若rsum<rt，找到最大△ri且調整rsum＝rsum+1，△ri＝△ri-1；然后重新進行步驟s5，即判斷rsum是否等于之和。

s6、根據噪聲分布和自適應分配后的調制階數對每個激活的子載波進行功率分配：

本發明的有益效果為，相對于現有的傳統算法，本發明顯著改善了高信噪比下系統的誤碼率性能，即當仿真條件為qpsk調制、連續階數v＝4時，所提方法在snr＝25db以后誤碼率比原始nc-ofdm顯著降低，且snr越高，優化效果越明顯，如原始nc-ofdm在誤碼率10^-4前出現了平臺，不再隨snr增加而降低，而本發明的方法可以降低到10^-5以下，實現了較好的誤碼率性能。

附圖說明

圖1是nc-ofdm發射機框圖；

圖2是本發明針對nc-ofdm系統降低誤碼率算法的流程圖；

圖3是eva信道下本發發明與傳統算法的誤碼率對比。

具體實施方式

在發明內容部分已經對本發明的技術方案進行了詳細描述，下面通過仿真實驗說明本發明效果的真實性：

采用matlab2014a仿真平臺進行實驗。實驗仿真參數設置如下：子載波數目k＝300，信號調制方式為qpsk，nc處理中信號間連續的最高階數v＝4，仿真中的信號經過eva信道。本發明利用上述參數在matlab上進行實驗仿真，該方法具有較優秀的綜合性能：qpsk調制的環境下，當v＝4時，所提方法在snr＝25db以后誤碼率比原始nc-ofdm顯著降低，且snr越高，優化效果越明顯，如原始nc-ofdm在誤碼率10^-4前出現了平臺，不再隨snr增加而降低，而本發明的方法可以降低到10^-5以下，如下面仿真圖所示，本發明實現了較好的誤碼率性能。