下一代寬帶無線通信系統(tǒng)(MIMO-OFDM)關鍵技術研究.pdf

1、下一代寬帶無線通信系統(tǒng)要實現(xiàn)在有限的頻譜資源的條件下提供更多的通信業(yè)務、更高的通信速率和更好的通信質量。在此需求的背景下，通信領域面臨新的挑戰(zhàn)，由于多輸入多輸出(MIMO)無線通信系統(tǒng)具有不需要損失頻帶資源和發(fā)射功率資源就可提高數(shù)據(jù)傳輸速率的優(yōu)點，而正交頻分復用(OFDM)技術具有通過降低子載波上的數(shù)據(jù)流速率和插入循環(huán)前綴，可以消除碼間干擾(ISI)大大提高頻譜利用率的優(yōu)點，故將MIMO系統(tǒng)與OFDM技術相結合構成MIMO-OFDM通信

2、系統(tǒng)，將成為下一代寬帶無線通信系統(tǒng)(4G)的核心技術。
　　無論是MIMO系統(tǒng)、OFDM技術還是MIMO-OFDM系統(tǒng)，都存在著各自的主要問題和關鍵技術。比如MIMO系統(tǒng)主要有信道建模、信道容量、空時編碼、信道估計、2D-RAEK接收、空時多用戶檢測等關鍵技術;OFDM技術中主要有峰均比、同步、信道估計、頻偏估計、交織與編碼技術等關鍵技術;而MIMO-OFDM系統(tǒng)則不但上述關鍵技術都有，而且又添加了二者結合后帶來的類似關鍵技術。比

3、如:MIMO-OFDM系統(tǒng)的峰均比等。因此，對MIMO、OFDM以及MIMO-OFDM系統(tǒng)的關鍵技術的研究，成為目前通信領域學者和研究人員的研究熱點;由于MIMO-OFDM系統(tǒng)將成為4G通信系統(tǒng)的核心技術，所以該方面的研究工作和研究成果無論是對理論研究還是對工程應用都是非常有意義的。
　　本論文對MIMO系統(tǒng)的空時編碼、MIMO相關信道建模與信道估計、OFDM系統(tǒng)的同步以及MIMO-OFDM系統(tǒng)的峰均比等關鍵技術進行了深入研究，并

4、獲得一定的研究成果。論文具體工作內容如下:
　　1.對空時分組碼(STBC)在MIMO系統(tǒng)的平坦慢衰落信道、平坦時變衰落信道和頻率選擇性衰落信道下的性能開展了深入分析和研究;并分別針對上述三種信道模型進行了仿真分析。該部分工作彌補了當時對空時分組碼在信道為時變衰落信道和頻率選擇性衰落信道下的性能研究工作的不足，并得到一些有參考價值的研究結果。
　　2.對MIMO系統(tǒng)的相關信道模型和信道估計算法進行了研究。一是在總結現(xiàn)有方法和

5、模型的基礎上，綜合考慮MIMO信道的衰落特性和相關特性，經合理選擇空間變量，建立了一個較為合理且相對簡單的MIMO空時相關信道模型。二是在了解掌握了平坦衰落下MIMO信道數(shù)學模型的基礎上，對利用訓練矩陣完成MMSE估計的MIMO信道算法進行了分析與仿真，證明其收斂速度有改善。
　　3.對OFDM系統(tǒng)中的同步技術進行了深入研究。一是在Schmidl算法的基礎上，提出了一種改進的OFDM聯(lián)合時間頻率同步算法。該算法拓寬了頻偏估計范圍，

6、消除了Schmidl定時同步算法中的峰值平臺現(xiàn)象。二是通過構造一種新的在頻域上具有特殊相位旋轉關系的訓練符號結構，提出一種新的符號定時和頻率同步算法，新算法具有符號定時精確和頻偏估計范圍大、精度高的優(yōu)點。
　　4.對MIMO-OFDM系統(tǒng)的峰均比算法進行了深入研究。首先，結合SFBC的編碼特性及IFFT共軛和圓周移位特性，提出了適用于SFBC MIMO-OFDM系統(tǒng)的二次部分傳輸序列(T-PTS)算法，并對T-PTS算法進行次優(yōu)化