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基于IEEE802.16d标准的多天线技术研究

作　者: 童超
导　师: 李平安
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 极化分集 空间分集 天线选择 波束赋形 MIMO-OFDM
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


随着无线通信的飞速发展,无线带宽资源越来越匮乏。在不增加带宽的情况下,高效率地利用无线频带资源成为无线通信研究的热点。正交频分复用(OFDM)技术和多天线构成的多输入多输出(MIMO)技术具有提高频带利用率,抵抗频率选择性衰落的特点,成为目前和未来宽带无线通信中的关键技术。在宽带无线通信中,将多天线技术应用到OFDM通信系统中,不仅能够提高频带利用率,还能提高通信系统的通信质量。本文对OFDM通信系统中使用多天线技术进行了较深入地研究。为了验证设计方案的性能,对IEEE 802.16d信道标准提出的多径信道模型进行了分析与仿真建模,并应用于研究中。本文的主要工作如下:(1)在MIMO-OFDM通信系统中,研究了联合使用空间分集和极化分集的通信系统的容量,并利用MATLAB仿真工具对设计方案的容量进行了仿真与分析。(2)针对MIMO-OFDM通信系统,提出了一种在发射端使用天线选择算法、接收端使用波束赋形技术的通信系统。与传统的MIMO-OFDM通信比较,本设计方案通信性能得到了很大的改善。(3)针对MIMO-OFDM通信系统,设计了一种从多个定向波束中选择最优两个波束发射信号的方案,并对相应的系统进行了研究与仿真分析。(4)基于LabVIEW工作平台,对多天线OFDM通信系统的发射模块,接收模块也进行了设计与仿真分析。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 引言  8-11
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 论文研究意义  9
  1.3 本文的主要工作及内容安排  9-11
第2章 IEEE 802.16d标准及信道模型概述  11-18
  2.1 IEEE 802.16标准简介  11-13
    2.1.1 IEEE 802系列标准概述  11-12
    2.1.2 IEEE 802.16层次结构简介  12-13
  2.2 IEEE 802.16标准信道模型  13-18
    2.2.1 无线信道通用模型  13-15
    2.2.2 IEEE802.16标准SUI信道模型  15-18
第3章 多天线技术及OFDM技术简介  18-34
  3.1 MIMO技术简介  18-23
    3.1.1 MIMO的数学模型  19-21
    3.1.2 MIMO系统信道容量  21-23
  3.2 天线阵列技术简介  23-28
    3.2.1 阵列信号数据模型  24-25
    3.2.2 均匀圆阵UCA  25-26
    3.2.3 波束赋形技术基本原理  26-28
  3.3 OFDM技术简介  28-34
    3.3.1 OFDM基本原理  30-33
    3.3.2 OFDM的系统框图  33-34
第4章 基于MATLAB的多天线技术研究  34-52
  4.1 研究现状分析  34
  4.2 联合极化空间分集的MIMO-OFDM系统容量分析  34-41
    4.2.1 系统模型  35-36
    4.2.2 空间分集  36-37
    4.2.3 空间分集和极化分集的联合使用  37-38
    4.2.4 信道容量  38-39
    4.2.5 仿真结果  39-41
  4.3 基于天线选择天线和波束赋形MIMO-OFDM系统研究  41-45
    4.3.1 系统模型  41-42
    4.3.2 波束赋形算法  42
    4.3.3 天线选择准则  42-43
    4.3.4 仿真分析  43-45
  4.4 固定多波束选择的研究  45-52
    4.4.1 系统模型  46
    4.4.2 固定多波束算法  46-47
    4.4.3 仿真分析  47-52
第5章 基于LabVIEW平台的OFDM系统研究  52-63
  5.1 LabVIEW平台简介  52-54
    5.1.1 图形化编程语言LabVIEW  52-53
    5.1.2 LabVIEW的优点  53-54
  5.2 基于LabVIEW的单天线OFDM系统的研究  54-59
  5.3 基于LabVIEW的MIMO-OFDM通信系统研究  59-63
第6章 总结  63-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
作者在攻读硕士学位期间发表的论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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