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《天津大学》 2010年
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MIMO系统关键技术研究

傅金琳  
【摘要】:随着无线通信用户数量与业务需求的不断增长,传统的SISO(单输入单输出)通信系统已无法满足新一代无线通信系统对数据传输速率和传输质量的要求。无线通信频率资源有限性和高速率通信需求间的矛盾推动着高频谱利用率的通信技术不断涌现。MIMO(多输入多输出)技术提供了空间自由度,而多载波技术使时-频资源可以重新划分。MIMO技术利用无线空间中的多径分量在不增加系统带宽的情况下提升了通信系统的容量或增强了系统的传输可靠性,但它对信道的频率选择性衰落十分敏感。OFDM(正交频分复用)技术将频率选择性衰落信道化为平坦衰落信道,有效地弥补了MIMO技术的缺陷;同时OFDM系统中所有子载波相互正交、相互重叠,提高了系统的频谱效率。但是受到多径效应的影响,OFDM系统的性能严重恶化。将MIMO技术与OFDM技术相结合能充分发挥两者的优势同时弥补各自的不足。 本文对MIMO多载波系统进行了深入的研究,主要包括无线信道的分析、最优信道容量的推导、最优空间自由度利用方式的探索以及MIMO-OFDM系统相位噪声的消除方法,具体内容如下: 1)深入分析了3GPP提出的SCM(空间信道模型)。首先,对SCM进行预处理,使其适用于数字仿真模型。其次,从理论和仿真两个角度分析多天线情况下,SCM子信道的互相关性。最后推导了不考虑和考虑天线间互耦效应情况下的SCM信道容量,并进行了仿真验证。 2)基于信道的时-频-空三维划分理论推导了MIMO多载波系统的容量上限理论。MIMO多载波系统具有时间、频率、空间三个自由度,因此可以从这三个维度来优化和设计通信信号。本文在前人研究的基础上,首先给出了三维的联合通信资源的定义以及一组符号为研究单元的系统模型,然后在相关约束下建立了最优信道容量的目标函数,进而推导得出三维约束条件下系统容量上限。 3)提出了一种广义空间调制技术。在传统的MIMO系统中,天线只是用来形成信息传输的物理链路,而在广义空间调制系统中,天线不仅用来形成物理射频链路,而且采用发送天线的组合来承载信息比特,即把选择的发送天线组合作为虚拟的空域星座图进行信息比特的调制。相比SISO系统,广义空间调制系统提高了系统的频谱效率。此外,由于所有选择的发送天线传输相同的数字调制符号,一方面避免了信道间干扰,另一方面提供了分集增益,从而提高了通信系统的可靠性。本文从理论和系统仿真两个方面分析论证了提出算法的正确性。 4)优化了SSK技术中的码字。根据可重构天线的特点,研究基于可重构天线的SSK(空移键控)优化码字设计。理论分析表明基于这种码字的SSK调制系统的信号检测准确度得到了提高。对采用两种算法的系统误码率的仿真也验证了理论推导的结果。 5)研究了利用空间冗余信息进行信号纠错的算法。传统的通信系统中都是利用时域的冗余信息进行信号的检错和纠错。MIMO技术的提出使得空间可以划分,即通信系统增加了空间一维自由度。本文研究了信道编码在空域实现的两种方式,给出了系统的框图和传输信号设计,仿真分析了系统的性能。 6)探索了MIMO-OFDM系统中相位噪声的消除算法。分别讨论了改进的相位噪声自消除算法以及基于全相位快速傅里叶变换的MIMO-OFDM系统解调算法。在改进的相位噪声消除算法中,首先研究了相位噪声的特点,并基于此设计了信号的结构,从而达到降低相位噪声的目的。而全相位FFT解调算法利用全相位FFT解调结果不受相位偏移影响的特点,有效地避免了相位噪声的干扰。本文分别从理论分析和仿真两个角度验证了算法的优越性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN919.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张宇;LDPC-MIMO-OFDM系统中SISO迭代算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 侯正信,王兆华,杨喜;全相位DFT数字滤波器的设计与实现[J];电子学报;2003年04期
2 王兆华;黄翔东;杨尉;;全相位FFT相位测量法[J];世界科技研究与发展;2007年04期
3 李佳,李颖,王新梅;分层空时码研究新进展[J];西安电子科技大学学报;2002年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何健;胡艳军;;基于SVD算法的无线光MIMO系统的性能分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年03期
2 杨全会;蒋朝晖;;无线宽带通信中的MIMO技术[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期
3 许正荣;贾贤龙;杨敦毅;;循环冗余校验(CRC)编码器设计及FPGA实现[J];安徽农业科学;2010年08期
4 王志杨;刘金龙;;一种基于MATLAB的瑞利信道仿真方法研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2012年03期
5 陈寅杰;石瑞;曹建军;郑熠;;基于LabVIEW的数字信号生成在渔船通导设备测试中的应用[J];现代农业科技;2011年21期
6 吴春花;姚合军;;无失真信源的编码方法[J];信息安全与技术;2010年10期
7 张京东;石健;胡贵军;;基于不同导频插入方式的光OFDM补偿技术[J];半导体光电;2012年01期
8 吕进文;张立军;陈常嘉;;MIMO系统中改进的天线选择算法[J];北京交通大学学报;2006年02期
9 周嗣勇;杨维;;基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析[J];北京交通大学学报;2007年02期
10 李滢;杨维;;OFDM调制技术在矿井巷道中的通信性能仿真分析[J];北京交通大学学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Semi-orthogonal Precoder Design with Vector Quantized Channel Information Feedback[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 曹胜果;高翔;;采用压缩感知的OFDM水声信道估计[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 盛磊;刘家康;张玉冰;肖国军;黄宏凯;匡镜明;;VHF航空信道下OFDM系统的DSP平台搭建及性能分析[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
4 肖国军;匡镜明;刘家康;;多星座图映射分层空时结构及其在无线局域网中的应用[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
5 修春娣;王京;;分布式无线通信系统的MIMO信道容量研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
6 侯正信;;全相位列率滤波器的设计与实现[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
7 王兆华;候正信;苏飞;;全相位数字滤波[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
8 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 江帆;王墉;杨晨阳;;时空相关信道中下行多用户MIMO系统性能研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
10 王墉;江帆;杨晨阳;;下行MU-MIMO与TDMA-MIMO系统性能比较[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于波;MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
4 张昕;基于OFDMA的宽带无线通信系统资源分配研究[D];华南理工大学;2010年
5 卢建平;基于拓扑学和统计学的无字库汉字智能造字研究[D];华南理工大学;2010年
6 吴敏;多天线通信系统中有限反馈技术研究[D];北京交通大学;2010年
7 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年
8 郑济均;OFDM无线通信系统中几个关键问题的研究[D];电子科技大学;2010年
9 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 吕凌;广义协作通信若干关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷鸣;OFDM系统自适应资源分配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄晶晶;基于球形译码算法的MIMO系统均衡技术[D];南昌航空大学;2010年
3 李国伟;基于电力线载波的采煤机监控通信系统的设计[D];山东科技大学;2010年
4 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
5 陈先义;AVS视频解码器中去块效应环路滤波模块的硬件设计[D];山东科技大学;2010年
6 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年
7 张建华;基于博弈论的认知无线电频谱分配算法研究[D];长春理工大学;2010年
8 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年
9 边峦剑;基于改进粒子群的盲源分离算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李萌;MIMO-OFDM系统载波同步算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 王勇;刘宏伟;纠博;杨晓超;;MIMO雷达稳健的发射波束形成算法[J];电子与信息学报;2012年02期
2 胡峰;周德扬;;MIMO正交空时分组码技术[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2011年04期
3 姚冰心;胡爱群;;一种适用于下行多用户MIMO信道的预处理方法[J];电路与系统学报;2010年01期
4 李汀;杨绿溪;;多用户MIMO系统的有限反馈预编码[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年03期
5 彭世章;赵泽茂;包建荣;曹海燕;;一种低复杂度的准循环LDPC码构造[J];计算机工程;2011年13期
6 胡宁;钟晓峰;周世东;王京;;MIMO下行多用户系统的线性预编码设计[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2008年10期
7 李建东;陈睿;李长乐;刘伟;陈丹;;MIMO空间相关信道下格规约辅助的信号检测[J];西安电子科技大学学报;2012年01期
8 赵谦;;MIMO-OFDM系统中LS时域信道估计的一种简化改进算法[J];西安科技大学学报;2011年01期
9 孟庆微;黄建国;何成兵;;适合于稀疏水声信道的低复杂度联合迭代均衡译码[J];应用科学学报;2011年03期
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1 徐智勇;LDPC码编译码算法的仿真研究[D];东北大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 侯正信;离散余弦列率滤波的卷积算法[J];通信学报;1999年S1期
2 李颖,李佳,王新梅;基于成对错误概率的空时编码性能分析[J];西安电子科技大学学报;2002年05期
3 朱小勇,丁康;离散频谱校正方法的综合比较[J];信号处理;2001年01期
4 王兆华,韩萍,曹继华;FOURIER重叠数字滤波器[J];信号处理;2001年02期
5 丁康,钟舜聪,朱小勇;离散频谱相位差校正方法研究[J];振动与冲击;2001年02期
【相似文献】
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1 杜文凤;王亚光;;基于Matlab的MIMO-OFDM系统信道容量的研究[J];软件;2011年02期
2 许光斌;周围;;4G中的MIMO-OFDM技术[J];信息通信;2007年01期
3 罗斌;尹巧萍;冯辉;唐义锋;;基于空时编码的MIMO-OFDM现代通信系统性能的研究[J];信息与电脑(理论版);2009年12期
4 张钟琴,徐昌庆;基于OFDM的宽带MIMO信道容量研究[J];信息技术;2005年11期
5 董艳男,酆广增,朱琦;基于IEEE 802.16a MIMO-OFDM系统的信道估计方法研究[J];南京邮电学院学报;2005年02期
6 姚维坚,曹雪虹;MIMO-OFDM系统信道估计技术的分析[J];信息技术;2005年11期
7 伍建辉;;4G移动通信系统中的多天线技术[J];科技咨询导报;2007年15期
8 许光斌;周围;;4G中的MIMO-OFDM技术[J];现代电视技术;2006年12期
9 张玲;张贤达;;MIMO-OFDM系统的盲信道估计算法综述[J];电子学报;2007年S1期
10 李永杰;傅洪亮;;MIMO-OFDM相关信道的研究[J];山东通信技术;2007年03期
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1 刘久博;高电波;穆萨(喀麦隆);;基于OFDM的无线局域网应用研究[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
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6 史夏洁;刘俊豪;束锋;王建新;梁彦;;IQ不平衡OFDM接收机基于频域LS补偿技术的改进算法[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
7 朱敏;孟庆民;高西奇;;球形译码在MIMO-OFDM系统中的应用[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
8 伍永西;许小东;戴旭初;;一种改进的OFDM系统旁瓣抑制算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
9 谢玉堂;芦东昕;;基于特定导频的OFDM载频及符号同步研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
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1 韩旭东 曹建海;MIMO OFDM:宽带无线市场的生力军[N];人民邮电;2004年
2 陈代寿;MIMO提高信道容量[N];中国计算机报;2005年
3 赵艳秋 刘恒 汪光森 王乘(本报记者 赵艳秋);OFDM电力载波芯片陆续面市 应用效果决定前景[N];中国电子报;2009年
4 ;瑞澜积极组织W-OFDM阵营[N];人民邮电;2002年
5 记者 沈勤誉/美国奥兰多;飞思卡尔孤军奋战OFDM联盟[N];电子资讯时报;2005年
6 ;首款MB-OFDM UWB接收器[N];计算机世界;2004年
7 同阐;OFDM:在3.5GHz应用中崛起[N];通信产业报;2003年
8 赵;OFDM调制方式加速PLC应用进程[N];中国电子报;2009年
9 ;W—OFDM在无线接入的应用[N];中国电子报;2001年
10 许炜;OFDM CDMA的新对手[N];中国计算机报;2001年
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1 傅金琳;MIMO系统关键技术研究[D];天津大学;2010年
2 罗文亮;基于低压配电网的OFDM调制技术及其应用研究[D];西安理工大学;2010年
3 刘明珠;OFDM系统峰值功率控制及优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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5 景源;MIMO-OFDM无线通信系统中信道估计和频率同步的研究[D];大连理工大学;2010年
6 杨杰;OFDM通信系统容量与信道估计研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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8 孙山林;全相位OFDM系统关键技术研究[D];天津大学;2009年
9 才华;MIMO-OFDM系统信道估计理论的研究[D];吉林大学;2010年
10 韩庆文;应急通信无线局域网OFDM关键技术研究[D];重庆大学;2010年
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1 罗燕群;MIMO-OFDM系统信道估计的研究[D];长春理工大学;2008年
2 李功;相位噪声对OFDM系统的影响与抑制[D];电子科技大学;2010年
3 李杨;基于MIMO-OFDM通信系统的研究与硬件平台实现[D];西安电子科技大学;2010年
4 郭晶;超正交空时网络编码在MIMO-OFDM系统中的应用[D];大连理工大学;2010年
5 魏波;基于OFDM的扩频通信技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 肖源;MIMO-OFDM系统自适应功率比特分配算法研究[D];华东理工大学;2011年
7 张玉瑶;基于博弈论的MIMO OFDM资源分配算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 申慧鹏;MIMO-OFDM系统中时变衰落信道估计算法研究[D];太原理工大学;2010年
9 潘琳;OFDM-OVCDMA系统的研究及改进[D];北京邮电大学;2010年
10 李妍琳;基于认知无线电的OFDM相关技术研究[D];北京邮电大学;2011年
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