MIMO-OFDM關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、寬帶無(wú)線通信是現(xiàn)代通信發(fā)展的主要方向,持續(xù)高速的業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)刺激著新的通信技術(shù)不斷產(chǎn)生。這些技術(shù)大多來(lái)自于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用以及多種技術(shù)的互補(bǔ)與融合。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)將高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化為低速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),拉大了碼元周期,有效地將復(fù)雜的頻率選擇性信道為平坦衰落信道,從而改善了頻域信道。研究中發(fā)現(xiàn),多徑效應(yīng)的存在,嚴(yán)重惡化了OFDM系統(tǒng)的性能,多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)能充分利用空間中存在的多徑信號(hào)來(lái)提高通信系統(tǒng)的容量或增

2、強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性,且無(wú)需增加系統(tǒng)帶寬。但是,MIMO技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)方式是基于平坦衰落信道的,這就限制了MIMO技術(shù)在寬帶通信中的運(yùn)用。MIMO與OFDM技術(shù)的有效結(jié)合,能極大地克服各種的局限性,使其優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮。因此,MIMO-OFDM技術(shù)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn),且被選定為下一代移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)接入標(biāo)準(zhǔn)中的核心技術(shù)。
　　 本文對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究,并主要對(duì)MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)容量,MIMO-OFDM系

3、統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)以及MIMO技術(shù)具體實(shí)現(xiàn)方式——空時(shí)編碼進(jìn)行了深入探討,得出相關(guān)結(jié)論,并仿真驗(yàn)證了其正確性,以期為寬帶無(wú)線通信的發(fā)展提供參考。論文的主要工作與貢獻(xiàn)如下:
　　 1、給出了MIMO信道容量的研究方法和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,并重點(diǎn)對(duì)同頻干擾條件下的MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行了深入分析并得出了重要結(jié)論,即影響MIMO系統(tǒng)容量的因素本質(zhì)為增加了有效的空間物理射頻鏈路,有效的空間物理射頻鏈路等于空間中存在的實(shí)際物理信道矩陣的秩?；诖?/p>

4、結(jié)論,分析了多用戶環(huán)境下MIMO系統(tǒng)的容量,主要分析多個(gè)干擾用戶低功率發(fā)射以及少數(shù)個(gè)干擾用戶高功率發(fā)射的系統(tǒng)中斷容量,得出了系統(tǒng)中斷容量與干擾用戶數(shù)目、干擾用戶天線數(shù)目、干擾噪聲比(INR)的關(guān)系。
　　 2、研究了基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的信道估計(jì)器。本文討論了最大似然估計(jì)(MLE)和最小均方誤差(MMSE)估計(jì)兩種線性估計(jì)方法,分析了MIMO-OFDM信道估計(jì)與以往單輸入單輸出(SISO)-OFD

5、M信道估計(jì)的差異,并研究了二者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,而后設(shè)計(jì)了MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)器。利用3GPP空間信道模型(SCM)對(duì)所設(shè)計(jì)的信道估計(jì)器性能進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了其優(yōu)越性。
　　 3、深入開展了空時(shí)編碼技術(shù)的研究,并提出空頻編碼(SFBC)-OFDM系統(tǒng)的干擾消除算法。該算法估計(jì)并去掉了接收檢測(cè)信號(hào)中ISI,進(jìn)而還原發(fā)送信號(hào),估計(jì)并去掉了接收信號(hào)中的ICI,通過(guò)兩個(gè)過(guò)程的迭代逐步還原信號(hào)。仿真表明,在不同尺度的選擇性衰