mimo-ofdm系统数据传输dsp实现技术的研究

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1、摘要随着移动通信和其他无线网络的飞速发展，频谱资源日益紧张，如何在有限频谱资源的情况下提高系统的数据传输效率已成为一个迫在眉睫的问题。MIMO技术利用空间复用与分集增益，将串行信道转化为可以并行传输的信道，从而有效地提高了系统的容量和性能；OFDM技术通过将频率选择性信道分割成许多可以看成是平坦的小信道，从而提高了系统对抗多径衰落的能力。MIMO．OFDM系统将两者的优点结合起来，从而有效地提高了系统的容量与可靠性。本课题来源于MIMO．OFDM无线通信试验系统的项目，该项目采用软件无线电的思想，使用了DSP+FPGA的硬件体系架构。数据最初由PC机产生，经过串口

2、将数据给FPGA，然后再传给DSP，DSP完成发送端相应的数据处理后再给FPGA，最终由射频端发送出去，而在接收端正好是个逆过程。为了充分消除天线间干扰并提高系统性能，在接收端Turbo与解调模块进行了多次迭代。本文研究的重点是MIMO。OFDM试验系统设计和DSP实现。在完成本系统整体方案的设计与仿真的基础上，独立完成了本系统多速率、多传输制式下共六条数据链路绝大部分数据处理模块的DSP实现。为了充分提高接收端两块DSP数据处理效率，本文根据本系统的链路和硬件平台特点，提出了～个新的Turbo均衡迭代方案，并独立完成了相应方案的DSP实现。仿真结果表明，本文提出

3、的Turbo均衡链路方案能有效增加系统的迭代次数，提高系统性能。为了充分测试系统性能，首先，本文对所有链路进行了室内有线小信号测试，以验证系统可以正常工作的信号的范围；其次，本文将过了Matlab中高斯和高频信道的数据导入DSP测试各条链路，以验证定点实现与浮点仿真之间的性能差距；再次，通过用信道模拟器测来模拟真实的天波环境，从而测试系统的性能与稳定性；最后，又对所有链路进行了室内无线测试，在室内无线环境下将所有设备进行联合调试，通过收发数据文件来验证无线环境下系统在各种工作频率下的性能。关键词：MIMO．OFDM，SFBC，VBLAST，DSP，Turbo均衡迭

4、代ABSTRA(玎ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthemobilecommunicationsandotherwirelessnetworks，theshortageofspectrumresourcesbecomesmoreandmoreserious．Howtoimprovetheefficiencyofdatatransmissionhasbecomeveryimportant．MIMOtechnologyconvertstheserialchanneltoparallelchannelsandthenimprovesth

5、esystemcapacityeffectively．OFDMtechnologydividesthefrequency-selectivechannelintomanysmallflatchannels，andthenincreasesthesystem’Sabilitytocombatmulti-pathfading．MIMO—OFDMsystemhasthealladvantagesofOFDMandMIMO，SOitcarlimprovethesystemcapacityandreliabilityeffectively．T11istopicisdesig

6、nedbyusingsoftwareradiotheoryandthehardwarearchitectureisDSPandFPGA．ThedataisgeneratedbythePC，andtransferredtotheFPGAandDSEAftertheDSPandFPGAcompletethedataprocessing，thedataissentbytheradiotransmitter．Theprocessingofthereceiverisjustareverse．Inordertoeliminateinter-antennainterferenc

7、eandimprovesystemperformancemuchbetter,wedesigntheiterativedecoderatthereceivet．ThisdissertationfocusesonthedesignandDSPimplementationofMIMO—OFDMsystem．Toimprovetheperformanceandreliabilityofthesystem，italsocompletestheprotocolandinterfacedesignoftheTurboiterativeequalizationlinks．The

8、simul