MIMO OFDM系統(tǒng)同步、信道估計與MIMO解碼的研究.pdf

1、本論文工作從基帶OFDM系統(tǒng)開始，研究了基帶OFDM系統(tǒng)同步模塊中幀同步、載波同步與符號同步的處理任務。在完成了幀同步、載波同步算法仿真的基礎上，在XilinxFPGA目標開發(fā)平臺上完成了幀同步和載波同步硬件模塊實現與測試。在載波同步模塊的設計過程中，改進設計了ML載波同步算法，提出通過聯合相關平均和角度平均來進行載波頻率偏差估計。Matlab仿真結果表明在只利用短訓練符號進行ML載波同步處理的情況下，使用聯合相關平均和角度平均的算法可

2、以比相同相關長度下只使用相關平均的算法獲待更為準確的同步估算結果。在相同估計均方誤差要求下新算法大約能夠節(jié)省2-3dB信噪比。進一步的硬件測試結果表明了，在從100kHz-200kHz的6個載波頻率偏差測試點上，采用聯合相關平均與角度平均估計算法所設計的硬件載波同步模塊的頻率偏差估算結果與用該算法在Matlab算法級仿真上所獲得的結果之間最大誤差只有0.33％。 在時域符號同步處理過程中，針對傳統(tǒng)交叉相關符號同步算法容易受到載波

3、頻率偏差干擾而造成定時位置不準的問題，本論文提出了一種新的對稱交叉相關符號同步算法。對稱交叉相關符號同步算法通過對稱結構有效地消除了符號同步過程中載波頻率偏差的干擾，仿真結果表明即使在很大載波頻率偏差的情況下，該算法也可以捕捉到準確的符號同步位置。同時對稱交叉符號同步算法并不依賴于特殊的訓練符號內容，因此可以很容易地被應用到多種OFDM系統(tǒng)中，完成了對稱交叉相關算法在802.16a和802.11a兩個標準下的性能仿真，結果表明在信道信噪

4、比滿足一定條件的情況下該算法都可以獲得準確的同步結果。 通過對SISOOFDM系統(tǒng)接收機同步模塊處理的深入研究，在將基帶SISOOFDM擴展為4發(fā)送4接收的空間復用SDMMIMOOFDM系統(tǒng)后，研究了充分利用多條接收支路上的數據進行MIMOOFDM系統(tǒng)中多支路聯合同步處理的結構。在同步結果相對較為寬松的幀同步處理中，采用了RS、EGC以及HybridRS/EGC算法進行多支路之間的聯合幀同步處理。而在同步結果精確度要求較高的載波

5、同步處理中，在RS、EGC、HybridRS/EGS算法的基礎上又改進設計了HybridOS/EGC和HybridOS/OC聯合載波同步算法，仿真結果表明在4*4系統(tǒng)中，利用4條接收支路中的2條進行HybridOS/OC聯合載波同步就可以獲得接近于同時利用4條接收支路進行EGC載波同步的性能，從而節(jié)省了同步處理所需占用的資源。 建立了基于802.11a標準的4發(fā)送4接收空間復用SDMMIMOOFDM系統(tǒng)仿真模型，在該模型的基礎上

6、完成了多種MIMO信道估計與解碼算法的仿真比較研究。仿真結果表明，MLD算法的性能在多種解碼算法中是最好的，但相應的算法計算復雜度也最大，計算量隨著發(fā)送支路的增加呈指數級增長，特別在采用較大星座圖進行調制的情況下增加就更加明顯。MMSESIC和ZFSIC算法通過優(yōu)化解碼順序和迭代符號干擾消除使解碼性能有了顯著提高，但相應的在接收機MIMO解碼模塊中需要增加數據反饋結構。線性解碼算法中MMSE算法通過最小化解碼均方誤差、削弱背景噪聲使解碼