MIMO接收机算法设计及性能分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenxinguohn
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随着宽带无线通信技术和应用的飞速发展和人们对无线传输数据及多媒体业务需求的日益增加,需要新的无线通信技术来满足这个需求,其中多输入多数出(MIMO)技术应运而生,在各种高速宽带无线通信系统中得到了广泛的应用。MIMO技术采用多根天线来提高系统信道容量和频谱利用率,改善系统性能。功能主要体现有分集和复用。在频谱资源日趋紧张的今天这种技术倍受青睐,在未来的无线通信系统中有着广阔的前景。  在通信传输环境中,存在多径的影响,会导致符号间的干扰,MIMO技术可以利用环境的这个特性,化缺点为优点,采用分集技术来提高信噪比,获得分集增益,采用的方法有最大比率合并法。这是用于分集的时候。为了提高频谱利用率,需采用MIMO技术的复用功能,这时多径的这种影响需要通过均衡技术才能消除,这时MIMO技术带动了通信和其他技术的联合发展。此外,信道的复变特性及收发机本身的相位噪声等对信号会有频偏和相偏的影响,这会给均衡带来了很大的影响,因此需要进一步研究载波恢复技术。联合载波恢复的均衡技术在MIMO技术发展的同时其应用也得到了进一步的发展。  高频段因具有较大的带宽是一段很重要的频谱资源,具有很大的开发潜力,目前众多标准也都纷纷将系统往高频段转移。高频段的信道传输特性将与低频段相差很大,通常具有很强的LoS分量,因此基于低频段优化设计的MIMO技术不可直接应用于高频部分。针对高频部分的特殊性质,需要对传统的MIMO技术进行全面改进,以达到最优化信道容量和高质量的系统传输性能。  本文首先分析了MIMO信道的各种信道模型及对应下的信道容量,其中对LoS MIMO展开了更加深入的研究,并做出了各种参数配置下的相应的仿真;同时分析了在单径信道下的各种接收机算法方案和理论性能,并给出了在典型参数配置下的系统性能仿真;在多径信道和有频偏的情况下的均衡算法和载波恢复算法的方案分析与仿真;最后针对LoS MIMO性能的改善,提出了奇异值分解法(SVD),给出了算法的分析与仿真。
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