MIMO-OFDM技术在近海域无线通信中的应用研究

摘要

我国海岸线长总长达1.8万千米，近海海域总面积达470多万平方公里，面积超过500平方米的岛屿6500多个[1]。随着“一带一路”战略的提出，解决海洋争端、保障海洋航线安全、海洋灾害的预测成为“海洋丝绸之路”面临着的重大课题，近海海域无线通信成为该课题提供重要技术支持，卫星通信是目前近海通信的主要手段，卫星通信虽然有着频带宽、覆盖全面的优点，但是也有着卫星寿命短；卫星通信价格高；通信过程时间延迟长，不利于数据检测数据共享；通信质量受恶劣天气影响大；在海洋争端发生时，数据的安全性不高等缺点，针对卫星通信的缺点，本文将移动无线通信中MIMO-OFDM技术用于近海通信，克服近海无线通信当中卫星通信的缺点。
　　本文首先分析了无线通信信道衰落和常用衰落模型，瑞利模型和莱斯模型，接着分析了MIMO系统的信道特点和容量特点，并将基于kro ne ckerr积的多天线信道模型用于近海环境仿真当中，然后分析了克服海面多径效应的OFDM技术，利用多径效应的空间分集技术，重点分析了OFDM技术的快速传输和克服多径原理，分集技术中的空时分组编码（STBC）和最大比合并检测（MRC）原理，分析了用于近海海域的MIMO-OFDM系统数据传输。在研究MIMO系统信道容量时，仿真条件：瑞利信道下，得出信道状态对系统容量不大，系统容量与天线数目成正相关；在研究信道对MIMO-OFDM系统性能影响时，仿真条件：2发2收MIMO系统，由kro necker积模型生成信道系数，映射方式16QAM，STBC编码，MRC合并，得出信道模型对系统误码率影响十分严重；在研究系统性能时，仿真条件：在相同信道模型下，2发2收系统，相同的信道系数，单天线比多天线误码率高1-2个数量级。

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1绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国外研究现状

1.3 国内研究现状

1.4 本课题研究的主要内容有

1.5 本文整体结构和章节安排

2无线信道衰落特征

2.1 无线信道衰落特征及模型

2.2 大尺度衰落特征和常用模型

2.3 小尺度衰落特征和常用模型

2.4 小尺度信道衰落模型及仿真

2.5 本章总结

3相关原理

3.1 MIMO系统

3.2 MIMO系统信道容量

3.3 OFDM系统的特点

3.4 本章总结

4空时编码理论

4.1 空时编码的过程

4.2 接收分集

4.3 仿真分析

4.4 本章总结

5仿真结果

5.1 MIMO信道H产生

5.2 MIMO-OFDM发射机原理

5.3 MIMO-OFDM接收机框图

5.4 误码率分析

5.5 本章总结

6总结及展望

6.1本课题工作总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢