基于MIMO-OFDM的无线通信系统关键技术研究

摘要

宽带无线通信技术近些年来得到了飞速地发展，它正在使人们的生活方式发生着巨大改变，无论在何时何地，人们都能享受网上冲浪、视频聊天、视频点播等服务。在众多无线移动通信技术中，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是最具应用前景的技术之一，OFDM系统可以通过插入循环前缀，有效抑制多径传输带来的符号间干扰，还可以通过对信道特性的准确估计，减轻信道时变特性对系统的影响。因此，OFDM快速成为了第四代移动通信技术物理层的核心技术之一。
　　OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道，减小了多径衰落的影响，而 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，在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率，有效地提高了系统的传输速率，这样将OFDM和MIMO两种技术相结合，能够有效地对抗多径效应，非常好的抑制干扰和噪声，很大程度上提高无线通信系统的传输速率和信道容量，实现数字信号高速可靠的传输。
　　通信系统设计的首要任务是接收机的设计，而接收机设计的重点则为同步设计。本文重点研究了 OFDM系统中的同步问题，分析了多种导致系统偏差的因素，并对每种因素提出了解决方案。针对符号同步中定时位置的不精确而导致的符号间干扰问题，提出了一种基于训练序列的定时位置调整策略，该策略能在一定程度上降低系统的误码率。同时，为了对抗载波频偏对系统性能造成的影响，提出一种多次相干运算的思想，可以在扩大频差搜索范围的同时获得较高的估计精度。
　　本文仿真了采用OFDM调制技术在不同的信噪比下误码率的情况。仿真结果显示，OFDM系统能够很好的对抗多径信道带来的干扰。在MIMO信号检测端，通过仿真对比分析不同检测算法的性能，给出了ZF检测算法和MMSE检测算法在不同的信噪比下的误码率情况，仿真结果证明，最小均方误差方法显示出更小的误码率。

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第一章 绪论

1.1 本论文研究的目的和意义

1.2 OFDM发展历史

1.3 本论文的主要研究工作

第二章 MIMO-OFDM技术研究

2.1 OFDM系统的基本原理

2.2 MIMO技术研究

2.3 本章小结

第三章 OFDM发射机关键技术

3.1 多载波调制

3.2 多进制QAM调制解调

3.3 信道编码

3.4信号模型与频谱成型

3.5 时域加窗与峰均比抑制

3.6 本章小结

第四章 OFDM接收机关键技术

4.1同步技术

4.2 信道估计技术

4.3 本章小结

第五章 MIMO-OFDM系统实现

5.1 系统仿真设计

5.2 OFDM模块仿真

5.3 MIMO模块仿真

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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