论文部分内容阅读
随着MIMO技术和OFDM技术的结合,无线通信在传输速率和抗干扰上逐渐体现出优越性。在不增加系统带宽和发射功率的情况下,MIMO技术可以成倍提高传输速率,而OFDM技术则利用多载波正交的特性增强了系统抗衰落的能力。本文根据IEEE802.11n协议中的物理层标准,构建了2*2MIMO-OFDM基带传输系统。首先,本文深入分析了IEEE802.11n协议中物理层的帧结构、相关参数以及训练符号;之后,分别阐述了OFDM技术和MIMO技术的原理,重点对MIMO中的空时分组码(Alamouti)和分层空时码(V-BLAST)的不同算法进行了仿真,分别对比了在不同信噪比(SNR)情况下的误码率(BER)。其次,考虑到针对MIMO技术和OFDM技术的研究大多基于仿真,本文根据IEEE802.11n物理层标准同时结合MIMO和OFDM这两种技术,基于WARP平台和Matlab开发环境,首先设计了2*2空间复用MIMO-OFDM基带传输系统,该系统在Matlab软件平台上用M语言实现了各个模块的功能。发射机实现的模块包括图像降维、调制映射、IFFT、CSD、CP插入和封装组帧操作。接收机实现的模块包括符号同步、载波同步、残余相位校正、信道估计和检测等。利用WARP平台成熟的C-MEX软件架构,通过M语言调用FPGA上的接口资源,控制WARP对数据流的读写,完成实际环境下的传输。开发中先采用16QAM的随机数对各个模块进行测试,确保各模块的正确性,再通过传输一幅彩色图像,对系统整体进行测试,同时各个模块也给出相应的测试数据,测试结果符合基本要求。最后,考虑到空间复用(V-BLAST)系统虽然使得传输速率最大化,但同时导致了分集增益的下降,系统可靠性稍差的缺点,设计了将V-BLAST和STBC编码结合的MIMO-OFDM组合系统。先给出了系统模型,随后研究了组干扰抑制和最大似然译码原理,最后在相同发射功率和室内环境下,发送同一副彩图,根据接收到的图像质量、符号星座图、EVM&SNR关系图、以上两种系统在不同信噪比情况下的误码率曲线图,说明了LSTBC系统在天线数量较少情况下,完全可以通过高阶调制弥补传输速率的损失,而提高的分集增益确保了系统的可靠性。