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随着现代通信技术的飞速发展,因特网业务和多媒体业务在下一代无线通信系统中得到更加广泛的应用。如何更高效、可靠的利用有限的无线频谱资源,满足未来不断增长的宽带数据通信业务需求是未来无线通信技术发展的焦点所在。多输入多输出MIMO技术通过利用多根天线而大大增加通信系统的容量,是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。然而在MIMO系统无线信道中,由于多径衰落影响而导致的码间干扰(ISI)会使被传输的信号产生变形,从而在接收时发生误码。码间干扰被认为是在移动无线通信信道中传输高速率数据时的主要障碍,而均衡正是对付码间干扰的一项技术。目前解决MIMO系统中的频率选择性衰落的方案一种是利用均衡技术,还有一种是结合OFDM技术。早期的MIMO均衡研究都是基于在平坦衰落信道的假设下进行的频域均衡,但实际的传播信道通常存在频率选择性衰落信道。对于频率选择性信道的均衡有其独特的研究方法,并且更加复杂。
本论文的研究方向即为MIMO系统在频率选择性衰落信道条件下的时域均衡,也即信道缩短均衡。MIMO系统中传统的时域均衡技术中有基于时域线性均衡的算法,其中包括诸如:最小均方误差算法(MMSE),最大缩短信噪比算法(MSSNR)和最小符号间干扰算法(Min-ISI)等算法。这些算法的使用可以使系统的误码性能得到大大提高,但算法复杂度都非常高,在接收端系统中很难实现。本论文是针对无线信道的特点而设计的一种全新的基于零点消除时域均衡算法的信道缩短均衡算法,其复杂度较传统算法大大降低,但性能只比传统算法稍降低,这在实际的无线通信系统中对ISI消除要求不是特别高的情况下很容易实现,因此具有很强的实际意义。
论文首先讨论了无线传输环境的复杂性、MIMO系统信道特性和基本原理以及MIMO-OFDM系统基本原理和其中的关键技术。其次介绍了频率选择性多径信道下MIMO系统中的信道缩短均衡原理和传统的信道缩短均衡算法,提出一种新的基于零点消除的信道缩短均衡器的设计,并给出了新算法的理论分析和计算机仿真。最后结合系统,仿真了系统误码率的仿真结果。基于MATLAB仿真平台,仿真了新算法在MIMO和MIMO-OFDM系统中不同信道环境下的误码性能,同时还比较了新算法与传统算法在实际应用中优缺点。