作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,毫米波無線通信受到越來越多的關(guān)注。不同于傳統(tǒng)的通信系統(tǒng),高頻段毫米波通信的實(shí)現(xiàn)面臨諸多挑戰(zhàn)。本文在NI-PXIe硬件平臺上,設(shè)計(jì)了毫米波SC-FDE系統(tǒng)架構(gòu),完成了收發(fā)端模塊的算法設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn),最終達(dá)到了高清視頻實(shí)時(shí)傳輸與演示的目標(biāo)。另外本文對毫米波系統(tǒng)接收端因射頻損傷引起的IQ不平衡問題進(jìn)行了研究。本文工作包含以下幾方面:首先,研究了SC-FDE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)有的毫米波通信協(xié)議,在滿足通信需求的情況下,提出了一種簡明的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。隨后分析了SC-FDE系統(tǒng)的收發(fā)端數(shù)據(jù)處理流程,并對脈沖成型和匹配濾波、定時(shí)同步、信道估計(jì)和均衡的算法進(jìn)行了具體研究。接著,本文研究了毫米波SC-FDE系統(tǒng)下變頻過程中因硬件損傷引起的IQ不平衡問題。對接收端與頻率無關(guān)的IQ不平衡模型進(jìn)行了研究,并分析了其對系統(tǒng)性能的影響。隨后在SISO毫米波信道條件下,基于ZC導(dǎo)頻序列將IQ不平衡參數(shù)和信道分開估計(jì),并提出了一種聯(lián)合IQ不平衡和信道信息對數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨?采用簡便的LS方法就可以還原數(shù)據(jù)。此IQ不平衡估計(jì)和補(bǔ)償方法同樣適用于MIMO毫米波SC-FDE系統(tǒng),因?yàn)樾枰烙?jì)...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語與數(shù)學(xué)符號
第一章 緒論
    1.1 新一代移動通信技術(shù)
    1.2 5G關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.1 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
        1.2.2 大規(guī)模MIMO
        1.2.3 毫米波通信
    1.3 毫米波無線通信關(guān)鍵技術(shù)
    1.4 毫米波IQ不平衡概述
        1.4.1 IQ不平衡研究背景
        1.4.2 IQ不平衡研究現(xiàn)狀
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 毫米波SC-FDE系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
    2.1 引言
    2.2 毫米波系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 SC-FDE系統(tǒng)模型
    2.4 脈沖成型和匹配濾波
    2.5 定時(shí)同步
        2.5.1 延遲自相關(guān)粗同步算法
        2.5.2 精同步算法
    2.6 分?jǐn)?shù)間隔頻域均衡
        2.6.1 信道估計(jì)
        2.6.2 均衡
    2.7 本章小結(jié)
第三章 毫米波SC-FDE系統(tǒng)IQ不平衡估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 接收端IQ不平衡模型
    3.3 SISO毫米波SC-FDE系統(tǒng)接收端IQ不平衡估計(jì)和補(bǔ)償
        3.3.1 基于導(dǎo)頻的IQ不平衡參數(shù)估計(jì)方法
        3.3.2 IQ不平衡和信道聯(lián)合補(bǔ)償方法
        3.3.3 仿真結(jié)果與分析
    3.4 MIMO毫米波SC-FDE系統(tǒng)接收端IQ不平衡估計(jì)和補(bǔ)償
        3.4.1 基于導(dǎo)頻的IQ不平衡參數(shù)和MIMO信道分開估計(jì)方法
        3.4.2 IQ不平衡和MIMO信道聯(lián)合補(bǔ)償方法
        3.4.3 仿真結(jié)果與分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 NI-PXIe毫米波硬件平臺及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 NI-PXIe毫米波硬件平臺
        4.2.1 PXIExpress機(jī)箱
        4.2.2主控器PXIe-8880
        4.2.3 高性能FPGA處理模塊PXIe-7976R
        4.2.4 高吞吐率、高性能的PXIe-7902FPGA模塊
        4.2.5 超寬帶PXIe-3610DAC與PXIe-3630ADC模塊
        4.2.6 PXIe-3620LO/IF模塊
        4.2.7 PXIe-3647與PXIe-3657模塊
        4.2.8 軟件開發(fā)環(huán)境LabVIEW
    4.3 毫米波系統(tǒng)性能指標(biāo)
        4.3.1 單天線
        4.3.2 采樣率和帶寬
        4.3.3 毫米波頻段
    4.4 毫米波SC-FDE系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.4.1 PC端設(shè)計(jì)
        4.4.2 Host端設(shè)計(jì)
        4.4.3 FPGA端設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 毫米波SC-FDE系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 信道編譯碼硬件實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 串行編譯碼
        5.2.2 并行編譯碼
        5.2.3 串并結(jié)合的編譯碼方案
    5.3 星座映射和解映射硬件實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 星座映射
        5.3.2 解映射
    5.4 脈沖成型和匹配濾波硬件實(shí)現(xiàn)
        5.4.1 脈沖成型濾波和上采樣
        5.4.2 匹配濾波
    5.5 定時(shí)同步模塊實(shí)現(xiàn)
        5.5.1 粗同步
        5.5.2 精同步
    5.6 分?jǐn)?shù)間隔頻域均衡硬件實(shí)現(xiàn)
        5.6.1 信道估計(jì)
        5.6.2 均衡
    5.7 系統(tǒng)演示和性能測試
        5.7.1 發(fā)射端Host
        5.7.2 接收端Host
        5.7.3 系統(tǒng)演示結(jié)果
    5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 后續(xù)研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表的論文、專利申請以及參加的科研項(xiàng)目



本文編號：3804758