mimo信道容量与射频前端的研究与仿真

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1、华中科技大学硕士学位论文MIMO信道容量与射频前端的研究与仿真姓名：李佳伟申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：漆兰芬20060507华中科技大学硕士学位论文摘要新一代移动通信对于高速率、高可靠性数据传输设计和应用有很高的期望。为了满足期望数据传输速率的高质量服务，有很多困难有待解决。无线信道的设置受到整个传输系统的限制，随时间的多径衰减是限制无线信道容量的主要原因之一。空时分集是克服多径衰减的常用办法。MIMO(MultipleInputMultipleOutput)技术就是在这种情况下被提出。它利用空时分集技术，可以在传输特性恶劣的无线

2、信道中实现高速数据传输，具有广阔的应用前景。本论文针对MIMO系统的信道容量和射频前端收发系统进行研究，提出系统方案并对收发系统方案的主要模块进行分析和仿真。该系统采用时分双工方式，包括收发切换电路、本地振荡源，三路发射通道和三路接收通道。射频通道工作于2.4GHz，发射机采用直接调制方案，接收机采用超外差方案。每路发射通道包括I/Q正交调制、预放、自动功率控制(APC)、功放和收发切换等子电路模块。每路接收通道包括低噪声放大器、变频器、声表面波滤波器和中频调制等子电路模块。发射模块提供与基带处理部分的接口，可以和接收模块一同构成完整的MIMO实验通信

3、系统。本文首先就MIMO系统信道容量进行分析，研究了分布式MIMO系统中天线选择对于系统信道容量的影响，得出在传输矩阵秩小于发射天线数时，在不降低传输矩阵秩的情况下，对基站和基站的发射天线数目进行选择可以提高系统的信道容量。然后根据射频前端的指标要求，讨论了射频收发系统的设计方法，确定了系统的收发方案，对发射机和接收机的主要模块进行仿真，并分析了各子模块主要的性能指标，达到试验目的。最后对论文工作进行了总结，分析了不足之处，并给出建议，为进一步的后续研究提供参考。关键词：MIMO信道容量直接调制超外差I华中科技大学硕士学位论文AbstractNewge

4、nerationwirelesscommunicationneedshighspeedandreliabledatatransmission.Inordertodeliverthedesireddatarateswithhighqualityofserviceseveraldifficultieshastobeovercome.Thewirelesschannelsetsthelimitforalltransmissions.Timevaryingmultipathfadingisoneofthemajorlimitationsinwirelessch

5、annels.Diversityinspaceandtimeisacommonwaytodefeatthemultipathfading.MIMO(MultipleInputMultipleOurput)techniqueispresentedinthissituation.TheSpace-TimecodingisusedbyMIMOtoachievehighspeeddatatransmissioninalimitedfrequencybandwidthwithcomparablylowcost.Thisarticlefocusesontheres

6、earchofchannelcapacityofMIMOsystemandtransmittingmoduleofRFfront-endforMIMOmobileterminal,providesaschemeoftransmitandreceivesystembasedonsoftwaresimulations.Thetransmittingmodule,whichisTDDscheme,worksat2.4GHzandconsistsofaT/Rswitch,alocaloscillator,threetransmitterchannelsandt

7、hreereceiverchannels.ThetransmitteradopttheschemeofdirectmodulationwhichconsistsofseveralcircuitselementssuchasanI/QQuadratureModulator,aPre-Amplifier,anAGCcircuit,aPowerAmplifier,aT/RswitchandaPLLFrequencySynthesizers,etc.Thereceiveradopttheschemeofsuperheterodynewhichconsistso

8、fseveralcircuitselementssuchasaLownoiseamplifie