發(fā)布時(shí)間：2017-10-20 18:50

  本文關(guān)鍵詞：面向IEEE 802.11ac射頻一致性測試的MIMO-OFDM信道估計(jì)算法研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： IEEE 802.11ac MIMO-OFDM 信道估計(jì) IQ不平衡 射頻一致性

【摘要】：在無線通信系統(tǒng)中,由于無線信道的時(shí)間選擇性和頻率選擇性衰落,接收信號會(huì)發(fā)生畸變。準(zhǔn)確的信道估計(jì)能夠有效提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。本文圍繞面向IEEE 802.11ac射頻一致性測試的MIMO-OFDM信道估計(jì)的研究與應(yīng)用展開工作。主要內(nèi)容如下：首先,介紹了信道估計(jì)技術(shù)的研究現(xiàn)狀,引出了研究MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計(jì)的必要性和迫切性。詳細(xì)介紹了IEEE 802.11ac物理層協(xié)議規(guī)范及其關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)闡述了MIMO-OFDM系統(tǒng)的基本原理和特性。其次,對MIMO-OFDM系統(tǒng)中幾種典型的信道估計(jì)算法進(jìn)行了歸納總結(jié),并對它們各自的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。同時(shí),對MIMO-OFDM信道估計(jì)中可能用到的各種插值算法進(jìn)行了研究和改進(jìn),并通過仿真給出了各種插值算法的性能。在上述基礎(chǔ)上,結(jié)合IEEE 802.11ac MIMO-OFDM系統(tǒng)的特性,本文提出了四種改進(jìn)的MIMO-OFDM信道估計(jì)算法。聯(lián)合噪聲估計(jì)的LS信道估計(jì)算法通過估計(jì)和去除信號子空間中的噪聲分量,有效地抑制了噪聲對信道估計(jì)性能的影響。與傳統(tǒng)的LS和LMMSE信道估計(jì)算法相比,該方法在低信噪比下表現(xiàn)出更優(yōu)的性能。在無線通信系統(tǒng)中,發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩端不可避免地會(huì)存在IQ不平衡的情況,IQ不平衡的存在會(huì)對信道產(chǎn)生一個(gè)鏡像干擾,使信道估計(jì)的性能惡化�；谶@個(gè)考慮,本文提出了一種IQ不平衡和信道聯(lián)合估計(jì)算法。該方法首先利用較少的導(dǎo)頻信號對IQ不平衡進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償,然后再用IQ不平衡補(bǔ)償過后的訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計(jì)。仿真結(jié)果表明本文提出的IQ不平衡和信道聯(lián)合估計(jì)算法能夠有效地抑制IQ不平衡對信道的畸變作用,顯著改善信道估計(jì)的性能,同時(shí),極大地降低系統(tǒng)的誤碼率�；陬l域加窗的MMSE信道估計(jì)方法從抑制非整數(shù)采樣信道的時(shí)域CIR泄露的角度出發(fā),首先在頻域?qū)FR進(jìn)行加窗處理,接著在時(shí)域?qū)IR進(jìn)行MMSE加權(quán)操作,再利用DFT變換得到信道頻域響應(yīng)。相比于傳統(tǒng)的MMSE信道估計(jì),該方法具有更低的計(jì)算復(fù)雜度同時(shí)保持與之相當(dāng)?shù)墓烙?jì)性能�；趯�(dǎo)頻跟蹤的LS信道估計(jì)方法充分利用IEEE 802.11ac幀結(jié)構(gòu)訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻相結(jié)合的特點(diǎn),先用訓(xùn)練序列進(jìn)行LS信道估計(jì),然后利用估計(jì)的信道響應(yīng)對數(shù)據(jù)序列進(jìn)行均衡,最后利用插入在OFDM符號中的導(dǎo)頻信號進(jìn)行殘余相位跟蹤和補(bǔ)償。該方法能夠很好地跟蹤和補(bǔ)償系統(tǒng)中存在的殘余相位,提高系統(tǒng)的整體性能。最后,本文完成了IEEE 802.11ac接收機(jī)軟件平臺(tái)的搭建,并依照接收流程對接收機(jī)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)描述。將本文提出的信道估計(jì)方法應(yīng)用于實(shí)際的接收機(jī)中,并以待測件發(fā)射的IEEE 802.11ac數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù),對發(fā)射機(jī)的射頻一致性進(jìn)行驗(yàn)證。通過對比艾法斯和本文的射頻一致性測試結(jié)果,可以證明本文提出的信道估計(jì)方案可以較好地工作在WLAN射頻一致性測試系統(tǒng)中。
【關(guān)鍵詞】：IEEE 802.11ac MIMO-OFDM 信道估計(jì) IQ不平衡 射頻一致性
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 WLAN綜測技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 信道估計(jì)算法研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文開展的主要工作13-14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 IEEE 802.11ac物理層協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)16-32
• 2.1 IEEE 802.11ac物理層協(xié)議16-27
• 2.1.1 IEEE 802.11ac協(xié)議概述16-18
• 2.1.2 IEEE 802.11ac物理層幀結(jié)構(gòu)18-27
• 2.2 MIMO-OFDM系統(tǒng)27-31
• 2.2.1 OFDM基本原理27-30
• 2.2.2 MIMO技術(shù)原理30-31
• 2.3 本章小節(jié)31-32
• 第三章 MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)經(jīng)典算法研究32-46
• 3.1 MIMO-OFDM信道估計(jì)研究現(xiàn)狀32
• 3.2 MIMO-OFDM系統(tǒng)模型32-33
• 3.3 LS信道估計(jì)方法33-34
• 3.4 MMSE信道估計(jì)方法34-35
• 3.5 基于SVD的信道估計(jì)方法35-39
• 3.6 基于DFT的信道估計(jì)方法39-40
• 3.7 仿真結(jié)果與分析40-41
• 3.8 插值方法41-43
• 3.8.1 線性插值41-42
• 3.8.2 二階插值42
• 3.8.3 三階多項(xiàng)式插值42-43
• 3.8.4 DFT內(nèi)插43
• 3.9 仿真結(jié)果與分析43-44
• 3.10 本章小節(jié)44-46
• 第四章 基于IEEE 802.11 ac MIMO-OFDM信道估計(jì)算法研究46-68
• 4.1 聯(lián)合噪聲估計(jì)的LS信道估計(jì)方法46-51
• 4.1.1 基本原理46-49
• 4.1.2 仿真結(jié)果與分析49-51
• 4.2 IQ不平衡和信道聯(lián)合估計(jì)算法51-56
• 4.2.1 基本原理51-53
• 4.2.2 仿真結(jié)果與分析53-56
• 4.3 基于頻域加窗MMSE信道估計(jì)方法56-63
• 4.3.1 基本原理57-61
• 4.3.2 仿真結(jié)果與分析61-63
• 4.4 基于導(dǎo)頻跟蹤的LS信道估計(jì)方法63-66
• 4.4.1 基本原理63-64
• 4.4.2 仿真結(jié)果與分析64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 第五章 信道估計(jì)在IEEE 802.11ac射頻一致性測試系統(tǒng)中的應(yīng)用68-88
• 5.1 射頻一致性測試系統(tǒng)的硬件平臺(tái)68-71
• 5.1.1 PXI模塊化儀器68-70
• 5.1.2 待測件70-71
• 5.2 射頻一致性測試系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)71-77
• 5.2.1 幀捕獲模塊72-73
• 5.2.2 同步模塊73-75
• 5.2.3 信道估計(jì)模塊75
• 5.2.4 SIG字段解析模塊75-76
• 5.2.5 相位跟蹤模塊76-77
• 5.3 射頻一致性測試指標(biāo)77-81
• 5.3.1 發(fā)射功率電平77
• 5.3.2 發(fā)射頻譜模板77-78
• 5.3.3 發(fā)射頻譜平坦度78-79
• 5.3.4 發(fā)射時(shí)的中心頻率容限79
• 5.3.5 發(fā)射調(diào)制精度79-81
• 5.4 MIMO-OFDM信道估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)與EVM指標(biāo)分析81-83
• 5.5 射頻一致性測試結(jié)果83-86
• 5.6 本章小節(jié)86-88
• 第六章 總結(jié)與展望88-90
• 致謝90-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和科研成果98

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂子興;張文杰;郭永;;多徑情況下的信道估計(jì)算法[J];電子科技;2009年11期

2 許鵬;汪晉寬;祁峰;;改進(jìn)的高效MIMO-OFDM系統(tǒng)EM信道估計(jì)算法[J];通信學(xué)報(bào);2011年01期

3 吳進(jìn);;一種改進(jìn)的直接判決信道估計(jì)算法研究[J];電視技術(shù);2012年01期

4 楊知行,王軍,潘長勇,楊林;地面數(shù)字電視廣播的信道估計(jì)算法[J];電子學(xué)報(bào);2002年09期

5 宋曉勤;胡愛群;李克;薛強(qiáng);;用于多小區(qū)聯(lián)合檢測的高精度信道估計(jì)算法[J];通信學(xué)報(bào);2008年02期

6 葉凌敏;仇洪冰;;MB-OFDM UWB系統(tǒng)中的信道估計(jì)算法研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2009年01期

7 林宏志;朱光喜;王德勝;蘇鋼;;正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中脈沖成型信道估計(jì)算法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

8 焦東立;朱立東;;一種基于壓縮感知的信道估計(jì)算法[J];空間電子技術(shù);2011年03期

9 韓艷春;劉紅云;鐘雪鋒;;一種新的低復(fù)雜度信道估計(jì)算法[J];電訊技術(shù);2012年04期

10 施榮華;蔣澤艷;彭春華;王國才;;一種時(shí)頻結(jié)合的中導(dǎo)碼信道估計(jì)算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2013年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳玉靜;黃帥;;一種基于頻域的MIMO-OFDM系統(tǒng)稀疏信道估計(jì)算法[A];中國電子學(xué)會(huì)第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 胡觀華;李有明;;DSL中低復(fù)雜度的盲串音信道估計(jì)算法[A];浙江省電子學(xué)會(huì)2009學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

3 丁旭;張韻農(nóng);李丹;;基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)算法綜述[A];全國第21屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議（CACIS·2010）暨全國第2屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

4 王建明;趙春明;;智能天線中一種改進(jìn)的自適應(yīng)信道估計(jì)算法[A];2002’中國通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

5 萬蒙;;基于OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)算法的研究[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

6 楊靜;李洋;劉丹譜;;最大似然信道估計(jì)算法在UWB系統(tǒng)中的性能分析[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 高云;李曉松;劉文京;李紹勝;;一種改進(jìn)的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)算法[A];全國第一屆信號處理學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)信號處理分會(huì)籌備工作委員會(huì)第三次工作會(huì)議�？痆C];2007年

8 李志紅;賀立紅;吳建華;;寬帶無線MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究[A];2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進(jìn)展大會(huì)論文集（Ⅲ）[C];2008年

9 黃帥;朱衛(wèi)平;孟慶民;;單載波塊傳輸系統(tǒng)中稀疏信道估計(jì)算法研究[A];2009年通信理論與信號處理學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

10 張慶武;朱衛(wèi)平;;無信號擾動(dòng)誤差的MIMO盲信道估計(jì)算法[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(huì)(CCSP-2009)論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 楊永立;OFDM系統(tǒng)非參數(shù)信道估計(jì)算法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 許鵬;適用于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)算法研究[D];東北大學(xué);2011年

3 劉俊琳;OFDM系統(tǒng)高效接收方法的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 于華楠;基于壓縮傳感的無線通信系統(tǒng)信道估計(jì)研究[D];吉林大學(xué);2012年

5 郭起霖;OFDM系統(tǒng)時(shí)變信道估計(jì)算法研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

6 趙俊義;MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姜?jiǎng)P;基于門限處理的信道估計(jì)算法研究[D];天津理工大學(xué);2013年

2 汪亞;MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 黃友丹;高移動(dòng)環(huán)境下LTE上行信道估計(jì)仿真及DSP實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 朱斌;高移動(dòng)場景下OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)技術(shù)仿真與DSP實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

5 武鵬;分?jǐn)?shù)傅里葉通信系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 胡倩;基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)算法的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 劉鈺佳;MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)算法研究[D];華僑大學(xué);2015年

8 李輝;基于向量空間投影的多用戶MIMO-CDMA系統(tǒng)半盲信道估計(jì)算法[D];電子科技大學(xué);2014年

9 劉國英;OFDM系統(tǒng)中基于FFT的信道估計(jì)算法的研究[D];東北大學(xué);2013年

10 張本斌;基于NGB-W的同步與信道估計(jì)算法研究[D];南昌航空大學(xué);2015年

，

本文編號：1068781