MIMO-OFDM技术研究及其在TD-SCDMA系统中的应用

摘要

随着无线通信业务需求的高速增长，无线通信技术的发展也日新月异。多入多出(MIMO)技术、正交频分复用(OFDM)技术成为3G及未来移动通信系统中的关键技术。MIMO技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，这样能在不增加系统带宽的情况下增加频率效率。OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换成平坦信道，从而减小了多径衰落的影响。TD-SCDMA是由中国无线通信化标准组织(CWTS)提出并得到ITU通过的3G无线通信标准。TD-SCDMA的长期演进(LTE)系统通过采用MIMO和OFDM技术，使得3G演进系统能够提供数倍于3G系统的峰值速率。本文的目标就是研究MIMO-OFDM关键技术，并分析其在LTE中的应用。
　　 本文的主要工作包括以下几个部分：
　　 研究空时MIMO信道环境，并建立符合3GPP标准的信道模型，为后续研究提供一个合理的仿真平台。
　　 研究空时编码技术，重点研究空时分层码(BLAST)的不同检测算法和空时分组码(STBC)的不同编码矩阵。
　　 研究MIMO和OFDM结合的系统模型，并基于该模型分析BLAST、STBC以及循环延迟分集(CDD)技术。
　　 根据TD-SCDMA系统LTE的标准，分析其中采用的MIMO和OFDM技术。对于发射分集的MIMO方案，当发射天线数为2时，提出了空频分组码(SFBC)，该编码矩阵与空时分组码的编码矩阵完全相同，只是资源分配方式不同；当发射天线数为4时，提出了空频分组码(SFBC)与频率切换发射分集(FSTD)相结合的方案，使编码矩阵不仅满足正交性且码率R为1。对于空间复用的MIMO方案，提出了Blast与CDD相结合的方案。并根据LTE发送端的处理过程和特点提出了接收端的算法解决方案。