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OFDM中的智能天线技术研究

作　者: 刘婷
导　师: 杨莘元
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 智能天线 OFDM 波束形成 Pre-FFT Post-FFT
分类号: TN821.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 69次
引　用: 2次
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内容摘要

智能天线是由我国自主提出的TD-SCDMA的核心技术,可以为蜂窝系统提供高质量的数据链路,提高基站天线的覆盖范围和系统容量,降低移动用户的码间干扰和多址干扰。正交频分复用(OFDM)是新一代无线通信LTE和WiMAX的主要候选技术。在OFDM系统采用智能天线技术实现空间分集,利用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线通信系统对抗噪声、干扰和多径的能力大大提高,系统的可靠性增强。因此OFDM和智能天线的融合成为无线通信领域的研究热点,在OFDM中使用智能天线具有重要的实际意义。对OFDM和智能天线做了概述,介绍了波束形成的准则及自适应算法,同时讨论了主要的波束形成算法的技术特点,研究了不同的信噪比和干扰噪声比等情况下的波束形成,并对以上内容进行了实验验证。重点研究了时域(pre-FFT)和频域(post-FFT)波束形成算法并分析以及智能天线不同元数时智能天线OFDM系统的误码率性能。在宽带无线通信系统中,影响信息高速传输的最主要的一类干扰是由信道的多径效应引起的频率选择性衰落,严重影响了频域的信道增益,系统性能受到严重的衰减,智能天线不能很好的抑制频率选择项衰落。为了解决这个问题,pre-FFT和post-FFT的波束形成是非常有效的。本文引入LS信道估计对OFDM的pre-FFT和post-FFT的波束形成进行了改进,使整个OFDM波束形成系统获得了更好的误码率性能。从不同的多径信道和多普勒频移等方面对智能天线OFDM系统进行了全面的分析验证。研究了不同的多普勒频移和多径干扰时,pre-FFT和post-FFT波束形成各自的性能,比较了高斯信道和多径信道下的pre-FFT和post-FFT波束形成的误码率,由实验结果可以看出此系统在较大的多普勒频移和多径情况下都有很好的可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 研究背景及研究意义  10-14
  1.2 课题相关技术的国内外研究现状  14-20
    1.2.1 智能天线波束形成的国内外研究现状  14-17
    1.2.2 OFDM波束形成的国内外研究现状  17-20
  1.3 研究内容及章节安排  20-22
第2章 OFDM技术  22-32
  2.1 OFDM原理  22-25
  2.2 保护间隔和循环前缀  25-29
  2.3 OFDM的技术特点  29-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章智能天线波束形成  32-50
  3.1 智能天线原理  32-33
  3.2 波束形成准则  33-38
    3.2.1 最小均方误差准则(MMSE)  34-35
    3.2.2 最大信噪比准则(Max SNR)  35-36
    3.2.3 线性约束最小方差准则(LCMV)  36-37
    3.2.4 最大似然比准则(MLH)  37-38
  3.3 波束形成算法  38-41
  3.4 仿真验证及性能分析  41-48
    3.4.1 LMS实验及性能分析  41-44
    3.4.2 RLS实验及性能分析  44-45
    3.4.3 MVDR实验及性能分析  45-48
  3.5 本章小结  48-50
第4章 OFDM波束形成技术  50-72
  4.1 OFDM波束形成  50-52
    4.1.1 Pre-FFT波束形成  50-51
    4.1.2 Post-FFT波束形成  51-52
  4.2 基于导频的OFDM信道估计  52-57
    4.2.1 导频符号间隔的选取  53-54
    4.2.2 导频符号的插入  54-56
    4.2.3 LS信道估计算法  56-57
  4.3 改进的OFDM波束形成  57-61
    4.3.1 智能天线OFDM波束形成系统  57
    4.3.2 改进的OFDM波束形成的系统模型  57-61
  4.4 实验及性能分析  61-71
    4.4.1 实验参数设置  62-65
    4.4.2 pre-FFT波束形成实验及性能分析  65-68
    4.4.3 post-FFT波束形成实验及性能分析  68-69
    4.4.4 pre-FFT和post-FFT性能比较  69-71
  4.5 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-80
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  80-81
致谢  81

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