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MIMO通信系统自适应均衡技术研究

作　者: 董昕
导　师: 龚耀寰
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MIMO 自适应均衡格型滤波判决反馈均衡分数间隔均衡
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 6次
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内容摘要

本文研究的主要内容为信道均衡技术,它是抗衰落技术中最重要的一种;重点是研究针对MIMO系统的无线传播环境,适应于MIMO信道的自适应均衡技术。多输入多输出(Multiple Input & Multiple Output)系统是指发射端和接收端都为多天线的通信系统,它能在不增加带宽的前提下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,应用前景看好。随着数据率的提高,信道呈现出频率选择性,信号的一些频率成分将产生深度衰落,产生码间干扰(ISI),影响系统的性能。自适应均衡技术能有效地消除码间干扰。在本论文中,首先对移动传播环境作了描述,特别是对小尺度多径传播造成的幅度衰落,多径时延和多普勒频移进行了分析;对不同的衰落进行分类,给出了造成不同衰落类型的原因。然后,分析了MIMO信道的特点,建立了MIMO信道仿真模型。再者,详尽地介绍了各种克服码间干扰的自适应均衡技术,特别是针对MIMO信道的自适应均衡技术。对自适应均衡的基本原理,各种自适应算法的推导及其性能(如最小均方算法,递归最小二乘算法,恒模算法等)和均衡器的分类都进行了较详细地研究。接下来,对性能较好但目前应用较少的格型算法进行了研究。现有的自适应均衡器一般采用传统的FIR滤波器方案,而格型滤波器由于其复杂性研究地较少。然后分析了分数间隔判决反馈均衡器,这种均衡器既对时间同步误差不敏感,又能在消除码间干扰的同时不引入噪声增益。在论文的最后,在MIMO系统中对上述各种自适应均衡算法进行了仿真和比较,给出了大量的曲线。研究结果表明,应用自适应均衡能消除码间干扰,降低误码率,提高MIMO系统性能。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-13
  1.1 移动通信的发展概况  9-10
  1.2 未来无线通信系统关键技术研究现状  10-12
    1.2.1 MIMO技术及其应用  10
    1.2.2 自适应均衡技术特点及应用  10-12
  1.3 课题来源及硕士论文主要工作  12-13
第二章无线信道特征  13-21
  2.1 陆地移动无线电波传播  13-14
  2.2 小尺度多径传播的特征  14
  2.3 多径传播对数字传播的影响  14-19
    2.3.1 时延扩展  14-15
    2.3.2 相干带宽  15-16
    2.3.3 多普勒频展和相干时间  16-19
  2.4 小尺度衰落的类型  19-21
    2.4.1 多径时延扩展引起的衰落效应  19
    2.4.2 多普勒扩展引起的衰落效应  19-20
    2.4.3 小尺度衰落类型总结  20-21
第三章 MIMO系统信道  21-31
  3.1 MIMO信道建模  21-26
    3.1.1 信号模型  22-24
    3.1.2 MIMO信道模型  24-25
    3.1.3 GPP推荐的MIMO信道模型  25-26
  3.2 MIMO信道模型  26-28
  3.3 MIMO信道模型仿真  28-31
    3.3.1 SIMO信道的相关特性  28-29
    3.3.2 MIMO信道的相关性  29-31
第四章自适应均衡技术  31-44
  4.1 均衡的基本原理  31-34
    4.1.1 数字通信系统  32
    4.1.2 无线通信系统  32-34
  4.2 自适应均衡器原理  34-36
  4.3 自适应均衡器的分类  36-44
    4.3.1 线性均衡器  37-39
    4.3.2 判决反馈均衡器  39-40
    4.3.3 分数间隔均衡器  40-44
      4.3.3.1 分数间隔均衡器的优点  41-42
      4.3.3.2 分数间隔均衡器的系统模型  42-44
第五章自适应均衡算法  44-54
  5.1 衡量自适应算法性能的准则  44-45
  5.2 LMS最小均方算法  45-47
  5.3 RLS算法  47-49
  5.4 格型滤波算法  49-52
    5.4.1 梯度格型均衡器  49-50
    5.4.2 最小二乘自适应格型均衡算法  50-52
  5.5 恒模算法  52-54
第六章 MIMO自适应均衡  54-70
  6.1 MIMO自适应线性均衡器  54-59
    6.1.1 MIMO自适应线性均衡器结构  54-55
    6.1.2 MIMO自适应线性均衡器计算机仿真  55-59
      6.1.2.1 LMS算法  55-56
      6.1.2.2 RLS算法  56-57
      6.1.2.3 GALE算法  57-58
      6.1.2.4 LSALE算法  58-59
  6.2 MIMO自适应符号间隔判决反馈均衡器  59-61
    6.2.1 MIMO自适应符号间隔判决反馈均衡器结构  59-60
    6.2.2 MIMO自适应符号间隔判决反馈均衡器计算机仿真  60-61
  6.3 MIMO自适应分数间隔判决反馈均衡器  61-68
    6.3.1 MIMO自适应分数间隔判决反馈均衡器结构  61-62
    6.3.2 MIMO分数间隔判决反馈均衡器计算机仿真  62-68
      6.3.2.1 LMS算法  62-64
      6.3.2.2 RLS算法  64-65
      6.3.2.3 CMA算法  65-66
      6.3.2.4 LMS-CMA算法  66-67
      6.3.2.5 RLS-CMA算法  67-68
  6.4 小结  68-70
第七章结论  70-71
参考文献  71-76
致谢  76-77
个人简历  77

MIMO通信系统自适应均衡技术研究

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