MIMO技术在弹性波透地通信系统中的应用

摘要

煤矿灾害严重威胁着井下工作人员的生命安全，煤矿救灾通信时，常用通信设备由于受损往往无法正常工作，弹性波透地通信系统的研究对于救灾通信有重要的意义。提升通信性能是弹性波透地通信系统的重要研究方向，MIMO是一种性能优良、应用前景广阔的通信技术，该论文重点探索研究了MIMO技术在弹性波透地通信系统中的应用。
　　论文首先从弹性波透地通信大地信道特性、弹性波透地传输特性以及MIMO技术优势和实现条件等方面对MIMO技术在弹性波透地通信系统中应用的可行性进行了研究和论证，在理论上论证了MIMO技术可以应用于弹性波透地通信系统中。
　　结合弹性波透地通信系统特征，分析了MIMO技术在弹性波透地通信系统中的应用并设计了一种基于MIMO技术的弹性波透地通信系统，通过MIMO技术提升现有弹性波透地通信系统的通信性能。其中，重点设计了基于MIMO技术的弹性波透地通信大地信道探测方案、基于共振扬声器的弹性波信号与电信号转换装置、弹性波发射和接收单元的空时分集与复用方案、BLAST和STBC编码相结合的HARQ空时信号传输方案、透地数字频带通信系统等。
　　最后，通过理论计算和Matlab仿真分析，证实了该论文所设计的基于MIMO技术的弹性波透地通信系统较现有弹性波透地通信系统能显著提高信息传输速率和频带利用率，降低误码率，扩大覆盖范围，具有良好的有效性、可靠性和兼容性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 MIMO通信技术应用现状

1．3 研究意义

1．4 本文主要工作

2 弹性波透地通信系统及MIMO技术介绍

2．1 弹性波透地通信系统

2．2 MIMO技术

2．3 本章小结

3 弹性波透地通信系统中MIMO技术应用的理论可行性分析

3．1 弹性波透地通信信道分析

3．2 现有弹性波透地通信系统中存在的问题分析

3．3 MIMO技术在弹性波透地通信系统中应用的理论可行性分析

3．4 本章小结

4 MIMO技术在弹性波透地通信中的应用

4．1 MIMO分集复用技术在弹性波透地通信系统中的应用

4．2 MIMO弹性波透地通信系统空时编码及调制解调

4．3 MIMO弹性波透地通信信道估计和均衡

4．4 MIMO弹性波透地通信信道模型及容量估计

4．5 本章小结

5 基于MIMO技术的弹性波透地通信系统设计

5．1 弹性波透地通信信道探测方法设计

5．2 MIMO弹性波透地通信系统弹性波发射和接收单元设计

5．3 MIMO弹性波透地通信信号空时传输方案设计

5．4 MIMO弹性波透地通信频带系统设计

5．5 井下中继通信及定位系统设计

5．6 本章小结

6 基于MIMO技术的弹性波透地通信系统性能分析

6．1 系统有效性理论分析

6．2 系统可靠性仿真分析

6．3 系统性能分析总结

6．4 本章小结

7 总结

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间科研成果情况