本文關鍵詞：MIMO-OFDM系統(tǒng)中信號碰撞恢復問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無線通信系統(tǒng)對通信性能和系統(tǒng)容量的需求日益增長,MIMO技術通過利用多對發(fā)送接收天線帶來的空間自由度獲得空間復用增益和分集增益,從而能夠成倍地提升無線通信系統(tǒng)性能。OFDM技術通過將頻率選擇性衰落信道分割成多個平行的平坦衰落子信道,能夠有效避免載波間干擾以及符號間干擾,具有很強的抗頻率選擇性衰落能力。多輸入多輸出正交頻分復用(MIMO-OFDM)系統(tǒng)結合了MIMO和OFDM兩者的優(yōu)點,通過利用空間分集和頻率分集提升頻譜利用率,從而能夠在多徑信道衰落條件下極大的提高無線通信系統(tǒng)的容量和數(shù)據(jù)傳輸速率。無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)因具有傳輸速率高,成本低,組網(wǎng)靈活并易于擴展等優(yōu)點而得到廣泛應用。MIMO-OFDM技術已經(jīng)成為了多個無線局域網(wǎng)標準(例如IEEE 802.11n)的關鍵技術。另一方面,空時/頻編碼是MIMO技術的重要內(nèi)容,其也被作為可選內(nèi)容引入到WLAN標準中。在IEEE 802.11 WLAN標準中,一般采用載波監(jiān)聽多址接入/碰撞避免(CSMA/CA)協(xié)議來避免用戶同時發(fā)送信號導致碰撞。但是,當隱藏終端存在時,CSMA/CA協(xié)議并不能夠很好地解決用戶發(fā)送信號碰撞的問題。本文分別針對是否采用空時/頻編碼的兩種MIMO-OFDM WLAN系統(tǒng),提出針對性的碰撞信號恢復算法。本文首先基于MIMO系統(tǒng)模型調研和總結了常見的MIMO檢測算法,并對多種檢測算法進行了仿真實現(xiàn)以及性能比較。然后對Turbo迭代信號處理原理和MIMO迭代檢測技術進行了介紹和仿真。針對未采用空時/頻編碼的MIMO WLAN系統(tǒng)中由隱藏終端導致的信號碰撞問題,本文提出了一種基于迭代MIMO檢測的碰撞信號恢復算法(ICD-MIMO,Iterative Collision Decoding algorithm for MIMO)。ICD-MIMO算法通過碰撞信號重構,干擾信號消除和MIMO檢測三個步驟從接收端得到的連續(xù)碰撞信號中恢復出原始信號,并進一步地將Turbo迭代信號處理運用到接收機設計中,通過軟信息在碰撞信號恢復模塊與信道譯碼模塊之間進行迭代交互,提升系統(tǒng)碰撞恢復性能。仿真結果表明ICD-MIMO碰撞恢復算法能夠應用在實際MIMO WLAN系統(tǒng)中解決信號碰撞問題。對于物理層采用了SFBC MIMO-OFDM技術的WLAN系統(tǒng),本文提出了一種新的碰撞恢復算法(SCD-MIMO,SFBC Collision Decoding Algorithm for MIMO)。在SFBC MIMO-OFDM系統(tǒng)中天線發(fā)送數(shù)據(jù)為空頻編碼后的數(shù)據(jù)符號,因此與ICD-MIMO算法不同,SCD-MIMO算法通過碰撞信號重構、接收信號估計和空頻解碼三個步驟對碰撞信號進行恢復。仿真結果表明SCD-MIMO碰撞恢復算法具有較高的碰撞信號恢復性能,在高信噪比情況下誤碼率可達到10-4數(shù)量級。
【關鍵詞】：MIMO-OFDM系統(tǒng) MIMO迭代檢測 隱藏終端 碰撞信號恢復 空時/頻編碼
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 英文縮略語說明表7-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 無線通信發(fā)展歷程14-15
• 1.2 MIMO-OFDM系統(tǒng)概述15-18
• 1.2.1 MIMO技術15-16
• 1.2.2 OFDM技術16-18
• 1.2.3 MIMO-OFDM系統(tǒng)18
• 1.3 信號碰撞問題研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 論文主要工作與結構19-22
• 第二章 MIMO系統(tǒng)關鍵技術22-46
• 2.1 MIMO系統(tǒng)模型22-23
• 2.2 MIMO系統(tǒng)容量23-25
• 2.3 MIMO檢測算法25-34
• 2.3.1 線性檢測算法25-28
• 2.3.2 非線性檢測算法28-32
• 2.3.3 MIMO檢測算法仿真比較32-34
• 2.4 Turbo原理及MIMO迭代檢測技術34-43
• 2.4.1 Turbo迭代信號處理基本原理34-36
• 2.4.2 MIMO迭代檢測技術36-42
• 2.4.3 性能仿真42-43
• 2.5 空時/頻編碼技術43
• 2.6 本章小結43-46
• 第三章 基于迭代MIMO檢測的碰撞信號恢復算法46-70
• 3.1 WLAN系統(tǒng)信號碰撞問題46-48
• 3.2 系統(tǒng)模型48-54
• 3.2.1 WLAN系統(tǒng)網(wǎng)絡模型48-49
• 3.2.2 信號碰撞模型49-51
• 3.2.3 發(fā)送端模型51-52
• 3.2.4 接收端模型52-54
• 3.3 ICD-MIMO算法原理54-59
• 3.3.1 算法流程54-57
• 3.3.2 迭代接收機設計57-59
• 3.4 算法仿真與性能分析59-67
• 3.4.1 誤碼率性能分析59-64
• 3.4.2 系統(tǒng)容量分析64-67
• 3.5 本章小結67-70
• 第四章 基于SFBC MIMO-OFDM系統(tǒng)的碰撞信號恢復算法70-90
• 4.1 SFBC MIMO-OFDM系統(tǒng)模型70-72
• 4.2 Alamouti編碼方案72-79
• 4.2.1 Alamouti空時編碼方案73-77
• 4.2.2 Alamouti空頻編碼方案77-79
• 4.3 SCD-MIMO算法原理79-84
• 4.4 算法仿真與性能分析84-88
• 4.5 本章小結88-90
• 第五章 結論及展望90-92
• 5.1 論文主要內(nèi)容總結90-91
• 5.2 后續(xù)工作展望91-92
• 參考文獻92-96
• 致謝96-98
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文和申請發(fā)明專利情況98-100

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