快速移动环境下MIMO-OFDM系统的关键技术研究

论文摘要

未来无线通信要求高达100Mbps甚至更高的数据传输速率,以满足各种多媒体业务的需求。要实现这一目标,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和带宽效率。正交频分复用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术可以消除多径信道所产生的码间干扰,极大地降低了高速数据传输时接收端均衡器的复杂度。多输入多输出MIMO（Multi-Input Multi-Output）技术,可以在不增加系统带宽的情况下极大地提高系统容量。MIMO-OFDM技术融合了MIMO和OFDM技术的优点,己被认为是第四代移动通信最有可能的技术方案,已经开始被标准化组织所采用。本文对快速移动环境下MIMO-OFDM关键技术进行了研究,重点研究其编码技术、同步技术和信道估计技术,然后分三个章节对MIMO-OFDM系统的关键技术进行了深入研究。首先,在快速移动环境下采用了一种新的差分空时分组码的编译码方法,并相应做了仿真,得出这种编码方法更适合高速移动、信道衰落快速变化的环境;同步算法上采用了新的适用于MIMO-OFDM系统的时间、频率同步算法,该算法考虑了各发射天线到达时延各不相同的情况,可适用于分布式MIMO系统;最后根据最小MSE原则,推导出一种基于MIMO-OFDM多发射天线优化的导频设置策略,与这种导频设置策略相结合,获取了一种更为健壮的频域分集时域合并FDTC（Frequency domain Diversity Time domain Combining）的信道估计处理算法,大大提高了信道估计精度,最后利用System View通信仿真软件对算法的有效性和可行性进行了全面地分析与比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 4G 系统的研究现状
• 1.3 MIMO-OFDM 技术背景
• 1.4 论文研究内容概述
• 2 快速移动无线信道的研究
• 2.1 引言
• 2.2 移动通信系统中信号传播的效应
• 2.3 无线信道特征
• 2.4 典型常用信道模型
• 3 MIMO-OFDM 基本原理
• 3.1 OFDM 系统的基本原理
• 3.1.1 OFDM 技术的优缺点
• 3.2 MIMO 基本原理
• 3.2.1 MIMO 技术的优势
• 3.3 MIMO-OFDM 系统
• 3.3.1 MIMO, OFDM 系统组合的必要性
• 3.3.2 MIMO-OFDM 系统模型
• 3.4 MIMO-OFDM 系统关键技术
• 3.4.1 编码技术
• 3.4.2 同步技术
• 3.4.3 信道估计技术
• 3.4.4 信道纠错编码技术
• 3.4.5 自适应技术
• 3.5 本章小结
• 4 MIMO-OFDM 系统的编码技术
• 4.1 空时格形码（SPACE-TIME TRELLIS CODES）
• 4.2 分层空时编码（LAYERED SPACE-TIME CODES）
• 4.3 空时分组码（SPACE-TIME BLOCK CODES）
• 4.3.1 差分空时分组码
• 4.3.2 新的差分空时分组码
• 4.4 本章小结
• 5 MIMO-OFDM 同步技术
• 5.1 MIMO-OFDM 系统要完成的同步任务
• 5.2 MIMO-OFDM 系统同步算法
• 5.2.1 基于训练序列的MIMO-OFDM 系统同步算法
• 5.2.2 基于盲估计的MIMO-OFDM 系统同步算法
• 5.3 一种新的MIMO-OFDM 同步算法
• 5.3.1 系统设计
• 5.3.2 时间同步
• 5.3.3 频率同步
• 5.3.4 数据与仿真结果
• 5.4 本章小结
• 6 MIMO-OFDM 系统中的信道估计技术
• 6.1 引言
• 6.2 系统模型
• 6.3 导频信号的选择
• 6.4 MIMO-OFDM 最佳导频设置策略
• 6.4.1 原有导频设置策略分析
• 6.4.2 改进的导频设置策略
• 6.5 一种效果更佳FDTC 的信道估计算法
• 6.6 计算机仿真
• 6.6.1 仿真模型
• 6.6.2 仿真分析与结果
• 6.7 本章小结
• 7 结束语
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及在校期间发表的学术论文