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MIMO-OFDM系统中关键技术的研究和实现

王民建  
【摘要】:在当前无线通信飞速发展时期,如何在有限的频谱带宽内进行更大的数据传输成为一个重要的研究课题。多输入多输出(MIMO)技术可以提供空间复用增益来提高信道容量,提供空间分集增益来提高信道的可靠性;正交频分复用(OFDM)技术将频率选择性信道分割成很多趋近于平坦的子信道,可以有效的避免符号间干扰(ISI)。二者结合使用可以提高系统的容量和可靠性。 本文的所有工作是基于一个MIMO-OFDM的短波通信系统完成的,由于系统需要进行高速的数据处理,对数据处理时间要求比较短,采用了DSP+FPGA协同工作的硬件结构,在此硬件平台的基础上,完成了以下几个方面的工作。 首先,本文完成了基于扩频滑动相关的短波信道参数测量的研究和实现工作,并进行了室内的信道模拟器测试以及外场的地波测试。进行外场的信道参数测量,可以得到真实传输环境下的实测数据,对大量的数据进行统计分析,从而得到反映信道传输特性的各个统计参数,这种方法可以很好的对信道传输特性进行研究。 其次,本文针对OFDM系统中峰值平均功率比(PAPR)过高的问题,进行了预失真PAPR抑制的迭代恢复研究工作,并在目前系统上进行了DSP实现,完成了室内的信道模拟器测试。利用预失真PAPR恢复方法,可以在接收端对发送端经过预失真PAPR抑制下去的信号进行很好的恢复,从而提高性能。 最后,本文针对实际的无线传输环境中的干扰问题,进行了干扰抑制的研究工作,采用了时域消除法的多音干扰抑制和限幅法的部分带干扰抑制方法,在原有系统中加入干扰抑制部分,进行了DSP的实现工作,并完成了室内信道模拟器的测试。时域消除法需要一种性能良好的参数估计方法,当干扰参数估计不准确时,不但不能消除干扰,反而会引入一个新的干扰,使得这种抑制效果受限;而部分带干扰抑制由于采用的是限幅的方法,只能把干扰信号抑制下去,并不能很好的消除,但是这种方法更适用在实际的无线传输系统中。


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