WMAN中的MIMO-OFDM技术的研究

论文摘要

随着人们对宽带无线通信需求的不断增加，宽带无线通信正向更高的数据传输速率、更大的覆盖范围、更好的移动性方向发展，这就对通信的容量与质量等方面提出了更高的要求。WMAN（无线城域网）技术的出现正好满足了这些要求。IEEE 802.16是WMAN技术的标准，它支持固定与移动的宽带无线接入，是解决“最后一公里”问题的最佳方案。近年研究表明，MIMO（多输入多输出）技术能显著增加信道容量，提高频谱效率，同时OFDM（正交频分复用）技术也因其简易的调制解调方式和均衡处理等优势受到广泛地关注。MIMO-OFDM技术的结合，作为下一代无线通信的物理层传输技术之一，能够对抗衰落并适应高信道容量、高比特信息速率等宽带多媒体应用地需求。在MIMO技术和OFDM技术的相关研究基础上，本文主要研究MIMO-OFDM技术的原理及其在无线城域网中的应用。在文中对MIMO-OFDM系统所涉及到的关键技术：MIMO信道建模、空时编解码、系统同步和信道估计做了详细的研究，并对其中的各种算法进行了仿真分析。此外，本文提出了一种切实可行的用于IEEE 802.16中的空时编码方案，仿真结果表明新方案具备良好的性能。全文最终搭建了一个完整的MIMO-OFDM系统仿真平台，使用了IEEE802.16工作组推荐的SUI信道模型，并对其中的每一部分都给出了仿真结果和性能分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 WMAN技术概述
• 1.2 OFDM技术概述
• 1.3 MIMO技术概述
• 1.4 MIMO与OFDM的结合及MIMO-OFDM在宽带无线通信中的应用
• 1.5 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 WMAN-OFDM物理层技术研究
• 2.1 IEEE 802.16d协议简介
• 2.2 IEEE 802.16d的OFDM物理层技术
• 2.2.1 OFDM物理帧结构
• 2.2.2 信道编码
• 2.2.3 星座映射与OFDM调制
• 2.3 本章小结
• 第3章 MIMO宽带无线信道
• 3.1 无线信道的特点
• 3.1.1 多径传播
• 3.1.2 多普勒谱移
• 3.2 MIMO信道模型
• 3.3 SUI信道模型
• 3.3.1 SUI信道模型的适用环境
• 3.3.2 SUI信道模型的重要特性
• 3.3.3 SUI信道模型的建模及参数
• 3.4 本章小结
• 第4章 MIMO-OFDM系统的关键技术研究
• 4.1 MIMO-OFDM系统的基本框架
• 4.2 系统同步
• 4.2.1 OFDM同步概述
• 4.2.2 SISO-OFDM系统的前导字及同步方法
• 4.2.3 MIMO-OFDM系统的前导字
• 4.2.4 MIMO-OFDM系统的同步与仿真
• 4.3 信道估计
• 4.3.1 信道估计概述
• 4.3.2 MIMO-OFDM的导频结构
• 4.3.3 LS信道估计算法
• 4.3.4 LMMSE算法
• 4.3.5 一阶信道内插
• 4.3.6 IEEE 802.16d中的信道估计与仿真
• 4.4 空时编码
• 4.4.1 空时编码概述
• 4.4.2 Alamouti-OFDM的性能与仿真
• 4.4.3 VBLAST-OFDM的性能与仿真
• 4.4.4 STBC+VBLAST-OFDM系统
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文