论文题目: 多天线通信系统中的同步、均衡和信号检测技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 董斌
导师: 仇佩亮,王匡
关键词: 多输入多输出,正交幅度调制,时分同步码分多址,正交频分复用,同步,均衡,多用户检测
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 多天线系统是单天线系统的扩展。当通信系统的收发端同时使用多天线的时候,发射机与接收机之间就构成MIMO信道。信息论的结果表明,MIMO信道具有更大的信道容量。这意味着,在带宽和信噪比不变的情况下,多天线系统可以传输更高的数据率。因此对多天线系统进行研究具有重要意义。 与单天线系统相同,多天线系统也要解决同步、均衡和信号检测等问题。本文的研究主要集中在这些方面。本文第三章研究了多天线QAM系统的载波同步和信道均衡。第四章研究了多天线TD-SCDMA系统的多用户检测。第五章研究了多天线OFDM系统的时钟同步。在这些章节中,还简要介绍了接收机其他模块的实现方法,以使本章能够构成一套完整的接收系统。 如今,用全数字的方法实现通信系统的每个模块已成为一种趋势。因此本文的研究以全数字接收机为背景。另外,在本文的研究过程中,始终以低复杂度为目标。因此本文的研究成果具有较强的实用性。 最后简要介绍本文的主要成果:针对多天线QAM系统提出一种可用于频率选择性衰落信道的载波频偏估计算法,这种算法对时钟同步误差不敏感,并可以工作在多倍采样率下;针对多天线QAM系统提出一种低复杂度载波频偏检测算法,这种算法可以与载波相偏检测算法有机地结合在一起;针对多天线QAM系统提出活动抽头判决反馈均衡器的概念,这种均衡器可根据信道情况调节抽头的位置,与传统结构均衡器相比,具有较低的复杂度和较好的性能;针对多天线TD-SCDMA系统提出一种逐符号多用户检测算法,这种算法与传统的联合检测算法相比,大大降低了复杂度;针对多天线OFDM系统提出一种可用于频率选择性衰落信道的时钟频偏估计算法,这种算法可以在存在载波频偏的情况下工作。
论文目录:
第一章 无线通信技术概览
§1.1 无线通信的发展概况
§1.2 无线通信的传输方式
1.2.1 无线通信的主要问题和解决方案
1.2.2 无线通信的传输方式
1.2.2.1 传输方式的多样性
1.2.2.2 线性调制
1.2.2.3 恒包络调制
1.2.2.4 扩频(SS)与码分多址(CDMA)
1.2.2.5 正交频分复用(OFDM)
§1.3 无线通信的接收技术
1.3.1 接收机的任务
1.3.2 接收机设计的基本理论
1.3.3 全数字接收机的结构
§1.4 本文的内容和贡献
本章参考文献
第二章 多天线通信的一般理论
§2.1 多天线通信的信道容量
2.1.1 多输入多输出(MIMO)信道的容量
2.1.2 信道容量与天线数的关系
2.1.3 仿真结果与说明
§2.2 分集技术概述
2.2.1 分集的基本概念
2.2.2 分集的典型应用
2.2.3 空间分集
§2.3 空域滤波与空时滤波
2.3.1 空域滤波
2.3.2 空时联合滤波
2.3.3 空时级联滤波
§2.4 空时分组编码(STBC)
2.4.1 STBC的原理
2.4.2 频率选择性衰落信道下的解码方法
§2.5 多天线通信的数学模型
2.5.1 基本假设
2.5.2 信道模型
2.5.3 空间模型
2.5.4 传输模型
2.5.5 处理模型
§2.6 多天线全数字接收机的结构
2.6.1 多天线全数字接收机的结构
2.6.2 平坦衰落信道下的信号检测方法
§2.7 本章小结
附录Ⅰ
附录Ⅱ
本章参考文献
第三章 多天线QAM接收机的载波同步和信道均衡
§3.1 多天线全数字QAM接收机的结构
3.1.1 数学模型
3.1.2 多天线全数字接收机的结构
§3.2 可用于频率选择性衰落信道的载波频偏估计算法
3.2.1 帧头结构
3.2.2 粗略帧同步
3.2.3 载波频偏估计算法的原理
3.2.4 载波频偏估计的性能
§3.3 符号同步与时钟同步概述
3.3.1 精确帧同步与符号同步
3.3.2 时钟同步
§3.4 低复杂度载波频偏检测算法
3.4.1 数学模型
3.4.2 几何模型
3.4.3 载波频偏检测算法的原理
3.4.4 载波频偏检测算法的使用条件
3.4.5 载波频偏检测算法与载波相偏检测算法的结合
3.4.6 性能分析与仿真结果
§3.5 空时活动抽头判决反馈均衡器(DFE)
3.5.1 空时均衡器简介
3.5.1.1 空时均衡器的分类
3.5.1.2 空时DFE的工作特点
3.5.2 空时活动抽头DFE的原理
3.5.2.1 活动抽头DFE的主要思想
3.5.2.2 信道的相关估计算法
3.5.2.3 空时活动抽头DFE的实现
3.5.2.4 活动抽头DFE的实现成本
§3.6 仿真结果
§3.7 本章小结
附录Ⅰ
本章参考文献
第四章 多天线TD-SCDMA接收机的信号检测
§4.1 系统概述
4.1.1 标准概述
4.1.2 接收过程概述
§4.2 低复杂度逐符号多用户检测算法
§4.3 信号检测的其他方法
4.3.1 空时RAKE接收
4.3.2 空时干扰消除
§4.4 仿真结果
§4.5 本章小结
本章参考文献
第五章 多天线OFDM接收机的时钟同步
§5.1 系统结构
5.1.1 空间复用OFDM系统
5.1.2 发射分集OFDM系统
5.1.3 混合OFDM系统
§5.2 多天线全数字OFDM接收机的结构
5.2.1 数学模型
5.2.2 多天线全数字接收机的结构
§5.3 数据帧结构
§5.4 帧同步与载波同步概述
5.4.1 帧同步
5.4.1.1 粗略帧同步
5.4.1.2 精确帧同步
5.4.2 载波同步
5.4.2.1 载波频偏的划分与估计范围
5.4.2.2 载波频偏分数部分的时域估计
5.4.2.3 载波频偏整数部分的频域估计
5.4.2.4 残余载波频偏的频域估计
5.4.2.5 载波频偏的补偿
§5.5 时钟同步
5.5.1 时钟频偏估计算法的原理
5.5.2 时钟频偏估计的性能
5.5.3 时钟频偏的补偿
§5.6 信道估计与信号检测
5.6.1 信道估计概述
5.6.2 信号检测
§5.7 仿真结果
§5.8 本章小结
本章参考文献
第六章 结束语
后记
以第一作者身份发表的论文
发布时间: 2005-07-27
参考文献
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