同步mimo技术

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1、同步MIMO-OFDM技术1、移动通信简单介绍移动通信是现代通信系统中不可缺少的组成部分。顾名思义，移动通信［1］就是指通信双方至少有一方在运动状态中进行信息传输。例如移动台（由车辆、船舶、飞机或者行人携带）与固定点之间或者移动台之间的通信都属于移动通信的范畴。另外，还右一种可移动的概念，即通信用户的位置是可以改变的，但在通信过程中用户不处于运动状态。这类通信也可称为移动通信，但与严格意义上的移动通信相比，两者的无线信道特性有较大的差别U移动通信不但集中Y无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络接收和计算机技术的许多

2、成果。近年来移动通信技术飞速发展，经历了3个发展阶段：从第一代模拟通信到第二代数字通信，再到第三代多媒体通信。为高速业务和多媒体业务设计的3G在通信容量和质量等方面将远远不能满足要求，目前世界各国在推动商用化的同时己经把研究重点转入下一代移动通信，在概念和技术上寻求创新和突破使无线通信的容量和速率有数十倍甚至上百倍的提高。下一代移动通信提供的数据传输速率将高达lOOMbit/s,甚至更高。支持的业务从语音到多媒体业务，包括实时的流媒体业务，可以根据这些业务所需的不同速率动态调整数据传输速率。另一方面，下一代移动通信要求成本低

3、，要在有限的频谱资源上实现高速率和大容景这就需要频谱效率极高的技术。2、MIMO-OFDM技术简介对MIMO-OFDM技术来说，其核心部分是OFDM技术和MIMO技术。众所周知，在未来宽带移动无线通信系统中存在多径衰落和带宽效率两方面最严重的挑战。OFDM技术通过在频域内将频率选择性信道转变为平坦信道减小多径衰落的影响。MIMO技术能在空间产生独立的并行信道，同时传输多路数据流，这样就能存效提高系统传输速率。即由MIMO提供的空间复用技术能在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此将OFDM与MIMO结合就能提高系统的传输效

4、率。另外由于OFDM码率低，并加入时间保护间隔使它具有极强的抗多径干扰能力。由于多径时延小于保护间隔，所以系统不受ISI的影响。单频网络(SFN)用于宽带OFDM系统可以通过多天线来实现，即采用由大量低功率发射机组成的发射机阵列消除阴影效应实现完全覆盖通过分集还能提高系统可靠性。MIMO技术涉及广泛，主要包括发射分集技术和空间复用技术。发射分集技术主要是指空时编码术，空时编码是基于信道的信道编码它能实现高频谱效率的无限传输此外由于空时编码不但具右编码增益而且能提供空间分集增益所以具存很强的抗衰落能力空时编码的这些突出优点使它

5、将成为下一代移动通信的关键技术之一。这样，OH)M和MIMO两种技术的结合，就能达到两种效果：一种是系统具备很高的传输速率，另一种是通过分集达到很强的可靠性。3、同步的必要性所谓同步就是收发双方在时间上步调一致，在频率和相位上也一致。MIMO-OFDM系统对同步误差很敏感：在多径环境下，MIMO-OFDM系统对时间同步的要求很高；频率同步方面，由于MIMO-OH）M系统可以视为N个并行的MIMO子系统，因此频偏所引入的ICI会恶化每个子载波的信噪比，从而恶化整个MIMO-OFDM通信系统的传输性能。对MIMO-OFDM［5］

6、系统来说，时间同步方面，接收端需要对各个天线上的信号分别进行延时估计和调整。频率同步方面，接收端需要对各个天线上的信号分别进行频率偏移估计和补偿。根据对OFDM信号估计开始点位置的不同，STO对它的影响是不同的。下图表示了四种不同情况的时间偏移：估计开始点正好，早一点，太早或迟于真正的幵始点。/7777777sub(/+l)thsynibol;^^/////////////////f7.,Z▲sub2Casel••Y//////A///Y////厂CaseI.////////7//////Z7人⑽1V"////////AFi

7、gure5.1FourdifferentcasesofOFDMsymbolstartingpointsubjecttoSTO.在OFDM系统中，STO不仅会引起相位失真，还会引起码间串扰（ISI）。基于此，OFDM估计开始时间必须与STO—样，这就要求在接收端实现同步技术［6］。下面这个仿真实现了STO估计。它应用了循环前缀。FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp、QS4

8、

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10、■0:TOEstimation-ML(b-)/Classen(r:)for劝FrtM

11、i0rO0ML(b-)/Classen(r:)fornSTO=-3,CFO=SampleSampleSampleSample4、一个实例传统的MIMO-OFDM同步算法，未能完全解决这种情况下的同步问题。这种新的适用于MIMO-OFDM系统的吋间频率同步算法考虑了各发射天线到达时延各不相同