MIMO系统中的符号同步技术研究

论文摘要

未来无线通信系统应能在时间-频率选择性衰落信道中以低成本提供可靠的高速数据传输服务。多入多出（MIMO）技术作为近年来无线通信传输技术研究中最大的突破之一,利用信道多径效应,能够极大改善无线通信的频谱效率和通信可靠性,为实现这一目标提供了强有力的技术手段。同时,同步是数字通信中的重要问题。其研究一直以来都是数字通信技术中投入人力与物力最大的研究方向,而对于移动通信系统则尤甚。毫无疑问,随着移动通信系统的不断升级,在未来这一趋势只会有增无减。实现位同步的时间校准有很多种方法,较为普遍的方法是以改变采样时钟来实现同步。这种算法可由接收信号提取信号的符号频率实现同步;也可采用后馈环路,由信号样点所确定的相位误差来改变采样时钟频率实现同步。针对MIMO 系统,由于多路信号的相互混叠,使提取一路信号的采样时钟信息变得困难,所以在MIMO 系统中并不宜采用以上两种通过改变时钟频率来实现同步的方法。本文主要研究内容如下:1)区别于以上两种方法的第三种方法,在该方法中采样时钟的频率与符号定时无关。整个同步过程都是在数字域完成,该方法是基于拉格朗日插值来得到同步情况下应该取得的正确采样值以实现时间校准;2)基于过零检测及拉格朗日插值得到最佳采样点位同步反馈算法,分析了该算法的;3)基于相位偏差估计及拉格朗日插值得到最佳采样点的前馈位同步算法。本文对两种算法的优缺都进行了比较说明,对于MIMO 系统的位同步实际应用具有就较好的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 无线通信系统发展现状及未来无线通信系统的技术需求
• 1.1.1 无线通信系统发展概况
• 1.1.2 第三代无线通信系统后的趋势
• 1.2 面向未来无线通信的物理层关键技术
• 1.2.1 MIMO 技术及其发展现状
• 1.2.2 MIMO 系统中的位同步技术研究
• 1.3 课题来源及硕士论文主要工作
• 第二章 MIMO 技术原理和特点概述
• 2.1 MIMO 技术概述
• 2.2 MIMO 系统模型描述
• 2.3 MIMO 系统容量的推导
• 2.4 MIMO 信道容量
• 第三章 以多项式的内插来再现数据
• 3.1 多项式内插
• 3.2 拉格朗日插值公式
• 3.3 用于均匀采样的再现滤波器
• 第四章 基于过零检测及拉格朗日插值的位同步算法
• 4.1 算法概述
• 4.2 插值
• 4.2.1 理想插值
• 4.2.2 实际插值
• 4.3 同步误差检测
• 4.4 环路滤波器
• 4.5 控制环节（数控振荡器 NCO）
• 4.6 仿真结果及分析
• 4.6.1 仿真模型
• 4.6.2 仿真结果
• 4.6.3 仿真结果分析
• 第五章 基于相位估计及拉格朗日插值的位同步算法
• 5.1 算法概述
• 5.2 相位估计
• 5.3 相位估计算法的性能分析和仿真
• 5.4 插值
• 5.5 改进型的相位偏差估计算法和仿真
• 5.6 基于相位估计的同步系统的仿真及分析
• 5.6.1 相位估计
• 5.6.2 符号同步算法仿真
• 第六章 MIMO 实验系统软件仿真平台
• 6.1 MIMO 实验系统框图
• 6.2 软件仿真平台说明
• 6.3 应用相位估计符号同步算法的软件实验平台仿真结果
• 第七章 结论
• 7.1 本文贡献
• 7.2 下一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历