本文關(guān)鍵詞：面向IEEE 802.11ac射頻一致性測(cè)試的MIMO檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用

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【摘要】：MIMO的引入大幅提升了無(wú)線局域網(wǎng)的傳輸速率,是IEEE 802.11ac協(xié)議中的關(guān)鍵技術(shù),MIMO通信系統(tǒng)接收端選用的檢測(cè)算法則直接影響到系統(tǒng)的性能與復(fù)雜度。本文主要針對(duì)IEEE 802.11ac射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)中的MIMO檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究,主要工作如下：簡(jiǎn)單介紹了IEEE 802.11ac協(xié)議的新特性,解讀了802.11ac協(xié)議的物理層規(guī)范,對(duì)llac協(xié)議的幀格式、發(fā)射機(jī)模塊等進(jìn)行了分析。對(duì)11ac中的關(guān)鍵技術(shù)MIMO和OFDM進(jìn)行了研究,并分別介紹了空間分集和空間復(fù)用的MIMO系統(tǒng)。對(duì)MIMO檢測(cè)技術(shù)的基本算法進(jìn)行了研究,包括最優(yōu)算法最大似然檢測(cè)(ML)、次優(yōu)算法球形譯碼檢測(cè)(SD)、線性檢測(cè)算法、串行干擾消除算法(SIC)以及基于QR分解的檢測(cè)算法(QRD)。線性檢測(cè)算法根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的不同又可以分為迫零檢測(cè)算法(ZF)和最小均方誤差檢測(cè)算法(MMSE),文章對(duì)基本算法進(jìn)行了性能的仿真分析和復(fù)雜度的研究。分層MIMO檢測(cè)算法存在誤差傳播的問(wèn)題,為此本文研究了引入排序機(jī)制的檢測(cè)算法,介紹了排序的串行干擾消除檢測(cè)算法(OSIC檢測(cè))與排序的QR檢測(cè)算法(SQRD檢測(cè))。引入排序機(jī)制的檢測(cè)算法首先檢測(cè)信噪比大的層,并從系統(tǒng)中消除已經(jīng)檢測(cè)完成的信號(hào)的干擾,從而提高后續(xù)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。OSIC檢測(cè)算法在每層信號(hào)的檢測(cè)過(guò)程中都需要進(jìn)行矩陣的求逆運(yùn)算,復(fù)雜度較高,為此本文提出了一種改進(jìn)算法。改進(jìn)算法結(jié)合了列范數(shù)排序檢測(cè)與OSIC檢測(cè)算法,并在每次檢測(cè)的過(guò)程中比較加權(quán)矩陣的行范數(shù)值。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)算法的復(fù)雜度要低于OSIC檢測(cè)算法,性能介于OSIC檢測(cè)算法與列范數(shù)排序檢測(cè)算法之間。且隨著加權(quán)因子的變化,復(fù)雜度和算法性能也隨之變化,針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境,可以選擇不同的加權(quán)因子。分層MIMO檢測(cè)算法存在的另一個(gè)問(wèn)題是先檢測(cè)的信號(hào)層分集增益度低,性能較差。為了改善先檢測(cè)層信號(hào)的準(zhǔn)確度,本文介紹了迭代的檢測(cè)算法。以QR檢測(cè)為例,迭代的QR檢測(cè)算法(IQRD)在完成每次QR檢測(cè)后,會(huì)將第一層信號(hào)的干擾從系統(tǒng)中消除,或者循環(huán)調(diào)整信道矩陣的列向量,從而提高檢測(cè)性能。迭代的排序QR檢測(cè)算法(ISQRD)將迭代的思想與SQRD檢測(cè)算法結(jié)合,較優(yōu)地解決了誤差傳播和先檢測(cè)層信號(hào)分集增益度低的問(wèn)題。但是迭代的過(guò)程會(huì)提升算法的復(fù)雜度,為此文本提出了一種改進(jìn)的迭代檢測(cè)。改進(jìn)算法針對(duì)SQRD算法只能得到次優(yōu)解的問(wèn)題,結(jié)合了迭代的思想,在ISQRD檢測(cè)算法中引入了判決的過(guò)程。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)的算法有效地降低了迭代檢測(cè)算法的復(fù)雜度,性能介于SQRD檢測(cè)算法和迭代檢測(cè)算法之間。另外,文章對(duì)檢測(cè)算法在射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用做出了研究。搭建了射頻一致性系統(tǒng)的基帶接收機(jī),并簡(jiǎn)單介紹了一些測(cè)試項(xiàng)算法,著重研究了EVM指標(biāo)。將本文研究的主要檢測(cè)算法與改進(jìn)檢測(cè)算法應(yīng)用到軟件測(cè)試工具包中,在不同MCS值、不同信號(hào)帶寬下對(duì)檢測(cè)算法的性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,本文提出的兩種檢測(cè)算法都符合射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)的要求。最后,對(duì)文章進(jìn)行了總結(jié)并對(duì)之后的研究方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線局域網(wǎng) IEEE 802.11ac MIMO檢測(cè) 射頻一致性測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN925.93;TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 論文研究背景與意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 IEEE 802.11ac與射頻測(cè)試技術(shù)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 MIMO檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文開(kāi)展的主要工作14-16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 IEEE 802.11ac協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)研究18-34
• 2.1 IEEE 802.11ac體系結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 IEEE 802.11ac物理層關(guān)鍵技術(shù)19-27
• 2.2.1 OFDM技術(shù)19-23
• 2.2.2 MIMO技術(shù)23-27
• 2.3 802.11ac物理層規(guī)范27-32
• 2.3.1 802.11ac幀格式27-31
• 2.3.2 802.11ac發(fā)射機(jī)模塊31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第三章 MIMO檢測(cè)基本算法研究34-52
• 3.1 MIMO檢測(cè)系統(tǒng)模型34-35
• 3.2 最大似然估計(jì)檢測(cè)算法35
• 3.3 球形譯碼檢測(cè)算法35-40
• 3.4 線性檢測(cè)算法40-43
• 3.4.1 線性迫零檢測(cè)算法40-41
• 3.4.2 最小均方誤差檢測(cè)算法41-43
• 3.5 串行干擾消除檢測(cè)算法43-44
• 3.6 基于QR分解的檢測(cè)算法44-46
• 3.7 仿真結(jié)果與復(fù)雜度分析46-49
• 3.8 本章小結(jié)49-52
• 第四章 基于802.11ac測(cè)試系統(tǒng)的MIMO檢測(cè)算法研究52-78
• 4.1 IEEE 802.11ac協(xié)議中的空間復(fù)用技術(shù)52-53
• 4.2 引入排序機(jī)制的MIMO檢測(cè)算法53-58
• 4.2.1 ZF/MMSE OSIC檢測(cè)算法53-55
• 4.2.2 基于修正Gram Schmidt的SQRD檢測(cè)算法55-57
• 4.2.3 仿真結(jié)果及復(fù)雜度分析57-58
• 4.3 基于迫零OSIC檢測(cè)算法的改進(jìn)58-63
• 4.3.1 基于列范數(shù)排序的檢測(cè)算法59-60
• 4.3.2 改進(jìn)的迫零OSIC檢測(cè)算法60-61
• 4.3.3 仿真結(jié)果及復(fù)雜度分析61-63
• 4.4 基于ISQRD檢測(cè)算法的改進(jìn)63-76
• 4.4.1 基于循環(huán)迭代的QR檢測(cè)算法64-69
• 4.4.2 基于循環(huán)迭代的SQRD檢測(cè)算法69-71
• 4.4.3 改進(jìn)的ISQRD檢測(cè)算法71-73
• 4.4.4 仿真結(jié)果及復(fù)雜度分析73-76
• 4.5 本章小結(jié)76-78
• 第五章 MIMO檢測(cè)算法在射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用78-98
• 5.1 系統(tǒng)平臺(tái)介紹78-79
• 5.2 射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)基帶接收機(jī)研究79-87
• 5.2.1 基于IEEE 802.11ac的SISO接收機(jī)79-82
• 5.2.2 基于IEEE 802.11ac的MIMO接收機(jī)82-87
• 5.3 MIMO檢測(cè)算法的實(shí)現(xiàn)與EVM指標(biāo)分析87-92
• 5.3.1 EVM指標(biāo)概述87-88
• 5.3.2 不同檢測(cè)算法EVM指標(biāo)測(cè)試結(jié)果88-92
• 5.4 射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試指標(biāo)92-97
• 5.4.1 射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)概述92-94
• 5.4.2 射頻一致性測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)算法94-97
• 5.5 本章小結(jié)97-98
• 第六章 總結(jié)與展望98-100
• 致謝100-102
• 參考文獻(xiàn)102-108
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和科研成果108

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