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《北京邮电大学》 2011年
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MIMO信道特征研究及其硬件实现

云峻岭  
【摘要】:多入多出技术,即MIMO技术,通过多天线进行信号的发送和接收,在不增加带宽的情况下,极大地提高了信道容量。由于有这种优势,MIMO技术被广泛应用与LTE系统中,以提高频谱利用效率。MIMO技术已经成为通信领域中非常具有研究意义和应用意义的技术。与此同时,针对MIMO信道的研究也取得了很多成果。 本文首先分析了MIMO信道的特点,并研究了多种信道建模方法,包括基于射线的SCM模型、SCME模型,以及基于相关性的Kronecker模型等;然后详细分析了Kronecker模型的建立过程,推导了一种改进衰落模型的产生过程,并与以往的衰落模型做了性能比较,证明了改进模型的优势;在此基础上,结合FPGA的特点,设计了一种基于Altera平台的MIMO信道模拟器,最大支持4发4收8条多径的配置;最后通过硬件测试,与理论仿真做对比,得到了仿真器的性能指标。 对MIMO信道进行建模,主要包括对信道衰落、多径结构、加性噪声等进行建模。本文采用的改进衰落模型,经过迭代递推,使得运算过程可以方便的在FPGA中实现;多径结构则建立成延时抽头的结构,在FPGA中通过滤波器实现;加性噪声的Box-Muller模型也是针对硬件结构设计的优化算法,本文采用了对Box-Muller模型中参量进行非均匀量化的方法,缩减了查找表存储空间,提高了存储效率。 本文最后对硬件信道模拟器的性能做了测试,在多种信道配置下,可以很好的吻合理论曲线。
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