基于WARP平台的MIMO传输设计与实现

发布时间：2022-02-18 20:02

　　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... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 MIMOOFDM技术研究现状
    1.3 课题研究的意义和内容
        1.3.1 课题研究的意义
        1.3.2 课题研究的内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 IEEE802.11n协议和WARP软硬件平台
    2.1 IEEE802.11n协议概述
    2.2 IEEE802.11n物理层标准
        2.2.1 IEEE802.11n物理层帧结构
        2.2.2 IEEE802.11n物理层相关参数
        2.2.3 IEEE802.11n前导中的训练符号和循环移位
    2.3 WARP硬件平台
        2.3.1 FPGA
        2.3.2 ADC/DAC
        2.3.3 扩展子板
        2.3.4 时钟配置
    2.4 WARP软件平台
        2.4.1 WARPLab的整体架构
        2.4.2 WARPLab的安装配置
    2.5 本章小结
第三章 IEEE802.11n中MIMO-OFDM的关键技术及仿真
    3.1 OFDM原理
        3.1.1 OFDM基本模型
        3.1.2 循环前缀(CP)和保护间隔(GI)
        3.1.3 OFDM技术的优缺点
    3.2 MIMO原理
        3.2.1 MIMO基本模型
        3.2.2 空时分组码(Alamouti)及性能仿真
        3.2.3 分层空时码(V-BLAST)及性能仿真
    3.3 本章小结
第四章 基于WARP平台MIMO-OFDM系统的设计与实现
    4.1 系统整体设计
        4.1.1 整体结构
        4.1.2 系统参数
        4.1.3 系统前导结构
        4.1.4 系统时钟
    4.2 发射机设计
        4.2.1 图像降维
        4.2.2 调制/映射
        4.2.3 V-BLAST空时编码
        4.2.4 循环移位
        4.2.5 导频插入和OFDM调制
        4.2.6 组帧
    4.3 接收机设计
        4.3.1 符号同步
        4.3.2 载波同步
        4.3.3 残余相位偏移的校正
        4.3.4 信道估计与检测
    4.4 系统测试与传输效果分析
        4.4.1 实验系统搭建与参数配置
        4.4.2 符号同步测试
        4.4.3 载波同步和残余相位校正测试
        4.4.4 信道估计测试
        4.4.5 EVM&SNR测试
        4.4.6 接收效果展示
    4.5 本章小结
第五章 V-BLAST与STBC组合系统的设计与实现
    5.1 MIMO系统分集与复用增益
    5.2 分层空时分组码
        5.2.1 分层空时分组码系统结构
        5.2.2 组干扰抑制原理
        5.2.3 最大似然译码
    5.3 系统测试与结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间申请的专利
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]5G大规模天线系统研究现状及发展趋势[J]. 刘宁,袁宏伟.  电子科技. 2015(04)
[2]IEEE802.11n技术标准及其在无线局域网中的应用[J]. 齐亚兰,苏凯雄,沈少阳.  数字技术与应用. 2012(06)
[3]软件无线电技术综述[J]. 陶玉柱,胡建旺,崔佩璋.  通信技术. 2011(01)

硕士论文
[1]基于NI USRP-RIO的MIMO-OFDM系统物理层关键技术研究与实现[D]. 赵晶怡.郑州大学 2017
[2]MIMO-OFDM基带数据传输系统的设计与实现[D]. 严寒.北京化工大学 2015
[3]基于IEEE 802.11n的MIMO-OFDM基带系统的设计与实现[D]. 朱训成.合肥工业大学 2012
[4]空时分组码与空间复用组合的MIMO系统研究[D]. 张群.西安电子科技大学 2010
[5]D-BLAST MIMO-OFDM基带系统的FPGA实现[D]. 黄虎.北京交通大学 2009
[6]基于802.11n无线局域网的同步技术研究[D]. 彭晓霜.浙江大学 2009
[7]基于MIMO技术的非实时试验平台设计与实现[D]. 王小晨.山东大学 2009
[8]STBC与V-BLAST相结合的MIMO系统研究[D]. 戴刚.西安电子科技大学 2008
[9]正交频分复用系统的同步技术研究[D]. 李从兵.北京邮电大学 2006



本文编号：3631462