MIMO信道估计及频域均衡的研究与实现

论文题目: MIMO信道估计及频域均衡的研究与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 信号与信息处理

作者: 刘澍

导师: 杨绿溪

关键词: 多输入多输出,信道估计,空时分组码,频域均衡,实现

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 未来移动通信系统的发展趋势之一便是数据传输速率得到极大提高同时无线频谱资源会得到更充分地利用。由于多输入多输出(MIMO)技术能够提高系统容量即增加频谱利用率,因而得到越来越多国内外学者的关注。业界普遍认为,它将很有可能成为下一代移动通信系统中的关键技术之一。本文对MIMO技术中的信道估计、空时编码和单载波频域均衡技术(SC-FDE)及其在FPGA上的实现进行了深入的研究,主要工作如下:1.研究了MIMO频率选择性衰落信道的估计方法,并对理想周期自相关训练序列辅助下的信道估计方法进行了仿真、比较;2.研究了2发MIMO系统的时域分集合并与频域均衡技术,并将Alamouti的发射分集方案进行了推广,给出了一种频率选择性衰落信道下的高速率空时编码和频域均衡解码方法。具体给出了4根发射天线、M根接收天线MIMO系统的发射编码方法和接收端的频域均衡和解码方法;3.根据所要实现的信道估计算法的特点,提出了简化运算量的实现方案。分别在不同的硬件实现优先原则下实现不同的模块,并在模块间进行比较,选择适合MIMO试验验证系统的模块实现方案;4.实现了在不同优先原则下的4发2收MIMO系统的频域均衡模块,并对不同的模块进行比较,给出了MIMO试验验证系统最终采用的实现方案。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 MIMO 通信理论的发展史

1.3 MIMO 的概念

1.4 MIMO 研究现状

1.5 本课题的背景与具体任务

1.6 本论文的主要工作

第二章 MIMO 系统描述及几个关键技术

2.1 MIMO 系统描述

2.2 MIMO 系统中的几个关键技术

2.2.1 空时编码与频域均衡技术简介

2.2.2 分块传输与循环前缀

2.2.3 空时分组码（STBC）与时域分集合并

第三章 多天线发射系统的信道估计

3.1 引言

3.2 基于训练序列的多天线发射系统的信道估计

3.2.1 具有AWGN 的符号间干扰信道的等效离散时间模型

3.2.2 循环前缀辅助下的信道估计

3.2.3 最小二乘（LS）估计

3.2.4 理想周期自相关序列

3.2.5 2发1收系统（MISO 2×1）信道估计举例

3.2.6 采用最优训练序列时MIMO 信道估计的仿真结果

3.3 信道噪声方差估计

第四章 多天线发射系统的频域均衡

4.1 介绍

4.2 2 发系统的时域分集合并与频域均衡

4.2.1 系统描述

4.2.2 发送端

4.2.3 接收端

4.2.3.1 分集合并

4.2.3.2 频域均衡

4.3 4 发系统的MMSE 空时联合检测

4.3.1 系统模型

4.3.2 MMSE 准则下的最优解

4.3.3 圆周卷积信道下的快速算法

4.3.4 试验仿真及性能分析

4.4 4 发系统的MMSE 空时联合检测算法和运算复杂度估计

第五章 MIMO 信道估计算法的FPGA 实现

5.1 数字信号处理的DSP 实现与FPGA 实现

5.1.1 现场可编程逻辑器件Virtex-II

5.1.2 FPGA 的设计流程

5.1.3 开发与仿真软件

5.1.3.1 XILINX ISE 开发软件

5.1.3.2 ISE 集成的仿真软件

5.1.3.3 综合软件

5.1.3.4 实现工具

5.2 定点数的概念

5.2.1 定点数格式

5.2.2 定点数算术运算

5.2.2.1 截断与溢出处理

5.2.2.2 加减法运算

5.2.2.3 乘法运算

5.2.2.4 除法运算

5.3 MIMO 信道估计模块的FPGA 实现

5.3.1 MIMO 信道估计模块的计算量分析

5.3.2 信道估计模块FPGA 实现框图

5.3.3 信道估计模块接口与后仿真时序图

5.4 方差估计模块的FPGA 实现

5.4.1 方差估计模块计算量分析

5.4.2 方差估计模块FPGA 实现框图

5.4.3 噪声方差模块接口与后仿真时序图

5.5 频域均衡模块FPGA 实现

5.5.1 W 权因子生成模块计算量分析

5.5.2 频域均衡模块FPGA 实现框图

5.5.3 频域均衡模块后仿真时序图

结论和展望

致谢

参考文献

详细摘要

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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