2x2MIMO-OFDM實時平臺設(shè)計與開發(fā).pdf

1、近兩年來，3G體系在中國已經(jīng)趨于成熟發(fā)展，后3G技術(shù)成為眾多研究人員的關(guān)注熱點，并且無線通信委員會最近公開了能夠提供寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)的技術(shù)，例如：多媒體流、高清電視等。因此，后3G系統(tǒng)的發(fā)展方向為高速率通信系統(tǒng)，需要協(xié)調(diào)解決吞吐量、覆蓋率和可靠性三個方面的需求。
　　 多輸入多輸出技術(shù)是通過空間多分復(fù)用來普遍用于提高通信可靠性和提高數(shù)據(jù)吞吐量的。正交頻分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)被認為是多徑衰落環(huán)境中通過接收端使用簡單的均衡技術(shù)接收信號最有效的方

2、法之一。MIMO-OFDM系統(tǒng)結(jié)合了這兩種技術(shù)，吸引了當(dāng)今無線通信領(lǐng)域的關(guān)注。IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)支持MIMO-OFDM某一特定模式；IEEE802.11ae任務(wù)組已經(jīng)開始了建立下一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)，帶寬在6Gbps以下，吞吐量目標(biāo)是MAC層達到1Gbps。綜上所述，對MIMO-OFDM技術(shù)的研究在通信界已經(jīng)炙手可熱。然而MIMO-OFDM的性能只是在理論和仿真級上被證明，對于其硬件實現(xiàn)仍然存在一定的挑戰(zhàn)性。
　　 目前，國

3、內(nèi)外越來越多的研究機構(gòu)和大學(xué)開始進行MIMO-OFDM平臺的設(shè)計、開發(fā)與驗證。在各種國際會議和期刊中，相關(guān)的論文也頻頻出現(xiàn)。然而對于如何建立一個具有通用性、可擴展性、可靠實時傳輸和實時驗證的平臺，卻沒有定論。完全軟件實現(xiàn)MIMO-OFDM平臺，雖然具有設(shè)計周期短，易于實現(xiàn)等優(yōu)點，但是卻缺乏驗證平臺的最初的出發(fā)點-在實際環(huán)境中實時測試MIMO-OFDM技術(shù)的性能；完全硬件實現(xiàn)MIMO-OFDM平臺，克服了完全軟件設(shè)計的缺點，但對比而言，挑

4、戰(zhàn)更多，如設(shè)計開發(fā)周期長、可擴展性差和算法修改實現(xiàn)困難：二者折中，可以兼具兩者優(yōu)點，但是軟硬件結(jié)合設(shè)計的平臺，移植到硬件實施的結(jié)果還未可預(yù)測。在MIMO-OFDM驗證平臺設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)各不相同的情況下，如何設(shè)計出可以具有上述優(yōu)點，也可以克服相應(yīng)缺點，并且能夠展現(xiàn)各自特色的MIMO-OFDM實時平臺，成為越來越多的研究工作人員的開發(fā)目標(biāo)。
　　 基于以上考慮，本文提出基于硬件實現(xiàn)的，實時性高的多輸入多輸出多載波(MIMO-OFDM, M

5、ultiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)無線通信系統(tǒng)驗證平臺，目標(biāo)在于研究真實無線信道環(huán)境下，MIMO-OFDM技術(shù)的可實現(xiàn)性和性能問題。該平臺主要基于FPGA實現(xiàn)，具有模塊化、實時性、可驗證功能，信號基帶處理和中頻處理完全自主研發(fā)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和射頻天線模塊采用商業(yè)化產(chǎn)品，其目的在于降低開發(fā)周期，避免現(xiàn)在已經(jīng)成熟的技術(shù)的不必要二