采用多载波调制技术的MIMO系统性能研究

论文摘要

无线通信系统一直在追求传输更高的数据速率,这个目标常常受到系统的功率、带宽和复杂度等方面的限制而得不到实现。多输入多输出（MIMO）技术,利用空时编码或空间复用技术,获得空间分集增益,大幅提高系统容量和性能。正交频分复用（OFDM）技术具有高效的频谱利用率、高速的数据传输及抗多径干扰的能力,被认为是未来移动通信中一项颇具竞争力的技术。将二者相结合的MIMO-OFDM技术,在下一代移动通信中的应用倍受关注。论文研究了基于空时编码的多输入单输出（MISO）和多输入多输出（MIMO）无线通信系统的基本原理。采用了和正交频分复用（OFDM）技术相结合的多载波延迟分集调制（MDDM）技术设计了一个MISO系统和MIMO系统。设计的系统采用二相键控（BPSK）方式实现。使用Matlab语言分别在加性高斯白噪声（AWGN）信道和带有加性高斯白噪声的慢衰落频率非选择性多径信道下仿真了该系统。在理想的信道状态信息（CSI）已知的条件下设计了结合最大比合并接收技术的接收机。在两种信道下得出了理论性能并且和仿真的性能进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究
• 1.3 论文研究内容和章节安排
• 第二章 MIMO系统和多载波延迟分集
• 2.1 多输入多输出（MIMO）系统
• 2.1.1 单输入单输出（SISO）系统
• 2.1.2 单输入多输出（SIMO）系统
• 2.1.3 多输入单输出（MISO）系统
• 2.1.4 多输入多输出系统
• 2.2 空时编码
• 2.2.1 空时栅格码（STTC）
• 2.2.2 空时分组码（STBC）
• 2.3 MIMO系统中的多载波延迟分集技术
• 2.4 OFDM技术原理基础
• 2.4.1 多载波调制基础
• 2.4.2 OFDM技术基本原理
• 2.4.3 OFDM的调制和解调
• 2.4.4 OFDM系统的保护间隔（GI）和循环前级（CP）
• 2.5 多径衰落信道
• 2.5.1 多径特性
• 2.5.2 平坦瑞利衰落信道
• 2.5.3 最大比合并
• 2.6 本章小结
• 第三章 多载波延迟分集调制的发射机和接收机模型
• 3.1 多载波延迟分集调制方案
• 3.2 多载波延迟分集调制发射机
• 3.2.1 二进制信源和多进制相移键控（MPSK）调制器
• 3.2.2 OFDM调制器
• 3.2.3 循环延迟和保护间隔
• 3.2.4 模数转换和射频前端调制
• 3.3 多载波延迟分集调制接收机
• 3.4 本章小结
• 第四章 多载波延迟分集调制方案的仿真和分析
• 4.1 多载波延迟分集调制的发射机和接收机的仿真
• 4.2 MDDM方案在AWGN信道下的仿真和性能分析
• 4.2.1 2发1收MISO系统的性能分析
• 4.2.2 2发2收MIMO系统的性能分析
• 4.2.3 2发3收MIMO系统的性能分析
• 4.3 MDDM方案在多径衰落信道下的仿真和性能分析
• 4.3.1 2发1收MISO系统的性能分析
• 4.3.2 2发2收MIMO系统的性能
• 4.3.3 2发3收MIMO系统的性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 论文总结
• 5.2 未来研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果