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IEEE802.16e上行多天线信道估计和空时译码的研究与实现

作　者: 张运会
导　师: 韦娟
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 空间信息科学
关键词: 信道估计 空时译码 IEEE802.16e FPGA
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着信息产业的发展,无线技术成为近年来通信技术市场的最大热点,基于IEEE 802.16e的WiMAX具有移动、宽带和IP化的特点,是一种很有发展潜力的无线接入技术。本文首先介绍了IEEE 802.16e物理层标准、信道估计原理和MIMO技术,分析了基于802.16e标准的上行MIMO-OFDMA链路结构和无线信道建模方法。然后针对802.16e UL-PUSC域多天线导频模式进行信道估计算法的研究,其中导频位置的信道估计采用LS和LMMSE算法,数据位置的信道估计采用内插和多项式拟合算法。使用MATLAB搭建上行多天线链路仿真模型,在ITU-RM.1225信道模型下,给出了各种信道估计算法的浮点仿真结果,从算法复杂度、MSE以及BER性能上综合考虑,给出了UL-PUSC域多天线导频模式下的最佳信道估计方案—LS和频域内插算法。同时对上行各种空时编译码算法进行研究,并完成了浮点性能仿真。在浮点仿真的基础上对信道估计和STBC译码算法进行定点仿真,为FPGA设计方案提供最佳参数。最后完成了信道估计和STBC译码模块的FPGA实现,并分析了仿真结果和资源消耗情况,验证了模块的正确性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 IEEE802.16标准体系  7-9
  1.2 IEEE802.16e标准介绍  9-11
  1.3 本文的研究意义和主要工作  11-13
第二章 信道估计和MIMO技术  13-27
  2.1 信道估计的分类  13-14
  2.2 基于导频的信道估计  14-21
    2.2.1 导频分布模式  14-15
    2.2.2 导频位置的信道估计  15-18
    2.2.3 数据位置的信道估计  18-21
  2.3 MIMO技术  21-25
    2.3.1 MIMO系统模型  21-22
    2.3.2 MIMO实现形式  22-23
    2.3.3 空时编码译码方案  23-25
  2.4 本章小结  25-27
第三章 基于IEEE802.16e的上行MIMO-OFDMA链路  27-43
  3.1 基于IEEE802.16e的上行MIMO-OFDMA链路模型  27-28
  3.2 信道编码  28-30
    3.2.1 随机化  28-29
    3.2.2 编码方式  29
    3.2.3 交织  29-30
  3.3 调制解调  30-32
    3.3.1 子载波随机化  30
    3.3.2 数据子载波的调制  30-31
    3.3.3 导频子载波的调制  31
    3.3.4 解调  31-32
  3.4 OFDMA子载波分配  32-34
    3.4.1 时隙和Tile结构  32
    3.4.2 子载波分配方案  32-34
  3.5 空时编码部分  34-36
  3.6 IFFT和添加CP模块  36
  3.7 信道模型  36-41
    3.7.1 无线信道的传输特性  36-37
    3.7.2 多径效应  37
    3.7.3 时变特性  37-38
    3.7.4 多径移动信道仿真  38-41
  3.8 本章小结  41-43
第四章 多天线信道估计和空时译码算法及浮点仿真  43-59
  4.1 802.16e上行多天线信道估计算法  43-47
    4.1.1 上行多天线导频分布模式  43-44
    4.1.2 导频位置的信道估计  44-45
    4.1.3 数据位置的信道估计  45-47
  4.2 802.16e上行空时译码算法  47-49
    4.2.1 STBC编码译码  47-48
    4.2.2 SM编码译码  48-49
  4.3 浮点仿真结果与性能分析  49-58
    4.3.1 多天线信道估计浮点仿真结果  49-56
    4.3.2 空时译码浮点仿真结果  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章 多天线信道估计和空时译码定点仿真及FPGA实现  59-73
  5.1 有关定点数的概念  59-61
    5.1.1 定点数格式  59
    5.1.2 定点数运算  59-61
  5.2 802.16e上行多天线信道估计的定点仿真  61-62
    5.2.1 信道估计的定点仿真方案  61-62
    5.2.2 信道估计的定点仿真结果  62
  5.3 802.16e上行STBC译码的定点仿真  62-66
    5.3.1 STBC译码的定点仿真方案  62-64
    5.3.2 STBC译码的定点仿真结果  64-66
  5.4 信道估计和空时译码的FPGA实现  66-71
    5.4.1 信道估计和空时译码整体模块  66-67
    5.4.2 信道估计模块  67-68
    5.4.3 空时译码模块  68-70
    5.4.4 速率和资源占用情况分析  70-71
  5.5 本章小结  71-73
结束语  73-75
致谢  75-77
参考文献  77-80

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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