面向ieee802.11ac射頻一致性測試的mimo檢測技術的研究與應用

1、RESEARCHANDAPPLICATIONONMIMODETECTIONTECHNOLOGYOFIEEE80211ACRFCONFORMANCETESTThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheDegreeofMasterofEngineeringBYXuYueSupervisedbybupervlsedbyProfPEIWenjiangSeniorEng“NIEenlOrgnfflneerJ

2、—ingnangSchoolofInformantionScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2016摘要摘要MIMO的引入大幅提升了無線局域網(wǎng)的傳輸速率，是IEEE80211ac協(xié)議中的關鍵技術，MIMO通信系統(tǒng)接收端選用的檢測算法則直接影響到系統(tǒng)的性能與復雜度。本文主要針對IEEE8021lac射頻一致性測試系統(tǒng)中的MIMO檢測技術進行研究，主要工作如下：簡單介紹了IEEE8021

3、lac協(xié)議的新特性，解讀了80211ac協(xié)議的物理層規(guī)范，對1lac協(xié)議的幀格式、發(fā)射機模塊等進行了分析。對1lac中的關鍵技術MIMO和OFDM進行了研究，并分別介紹了空間分集和空間復用的MIMO系統(tǒng)。對MIMO檢測技術的基本算法進行了研究，包括最優(yōu)算法最大似然檢測(ML)、次優(yōu)算法球形譯碼檢測(SD)、線性檢測算法、串行干擾消除算法(SIC)以及基于QR分解的檢測算法(QRD)。線性檢測算法根據(jù)設計準則的不同又可以分為迫零檢測算法(

4、zF)和最小均方誤差檢測算法(MMSE)，文章對基本算法進行了性能的仿真分析和復雜度的研究。分層MIMO檢測算法存在誤差傳播的問題，為此本文研究了引入排序機制的檢測算法，介紹了排序的串行干擾消除檢測算法(OSIC檢測)與排序的QR檢測算法(SQRD檢測)。引入排序機制的檢測算法首先檢測信噪比大的層，并從系統(tǒng)中消除已經(jīng)檢測完成的信號的干擾，從而提高后續(xù)檢測的準確度。OSIC檢測算法在每層信號的檢測過程中都需要進行矩陣的求逆運算，復雜度較高

5、，為此本文提出了一種改進算法。改進算法結合了列范數(shù)排序檢測與OSIC檢測算法，并在每次檢測的過程中比較加權矩陣的行范數(shù)值。仿真結果表明，改進算法的復雜度要低于OSIC檢測算法，性能介于OSlC檢測算法與列范數(shù)排序檢測算法之間。且隨著加權因子的變化，復雜度和算法性能也隨之變化，針對不同的應用環(huán)境，可以選擇不同的加權因子。分層MIMO檢測算法存在的另一個問題是先檢測的信號層分集增益度低，性能較差。為了改善先檢測層信號的準確度，本文介紹了迭代

6、的檢測算法。以QR檢測為例，迭代的QR檢測算法(IQRD)在完成每次QR檢測后，會將第一層信號的干擾從系統(tǒng)中消除，或者循環(huán)調整信道矩陣的列向量，從而提高檢測性能。迭代的排序QR檢測算法(ISQRD)將迭代的思想與SQRD檢測算法結合，較優(yōu)地解決了誤差傳播和先檢測層信號分集增益度低的問題。但是迭代的過程會提升算法的復雜度，為此文本提出了一種改進的迭代檢測。改進算法針對SQRD算法只能得到次優(yōu)解的問題，結合了迭代的思想，在ISQRD檢測算法

7、中引入了判決的過程。仿真結果表明，改進的算法有效地降低了迭代檢測算法的復雜度，性能介于SQRD檢測算法和迭代檢測算法之間。另外，文章對檢測算法在射頻一致性測試系統(tǒng)中的應用做出了研究。搭建了射頻一致性系統(tǒng)的基帶接收機，并簡單介紹了一些測試項算法，著重研究了EVM指標。將本文研究的主要檢測算法與改進檢測算法應用到軟件測試工具包中，在不同MCS值、不同信號帶寬下對檢測算法的性能進行了分析。結果表明，本文提出的兩種檢測算法都符合射頻一致性測試系