基于FPGA的線性干擾對(duì)齊通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中，干擾廣泛存在，隨著用戶數(shù)的日益增加，多用戶之間的干擾嚴(yán)重限制了通信系統(tǒng)容量，干擾已成為未來無線通信的主要問題之一。傳統(tǒng)管理干擾的方法應(yīng)用于當(dāng)前密集多用戶系統(tǒng)時(shí)，單用戶頻譜效率較低。干擾對(duì)齊（Interference Alignment，IA）從干擾重疊這一全新角度來處理多用戶之間的干擾，通過預(yù)編碼技術(shù)使干擾在接收端處于有用信號(hào)的零空間，徹底消除干擾對(duì)期望信號(hào)的影響，它是一種有效的干擾管理方法。由于干擾對(duì)齊技術(shù)需要獲知全

2、局信道信息，因此工程實(shí)現(xiàn)中必須找到一種降低信道信息反饋量的方法。
　　本文依托國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“無線網(wǎng)絡(luò)的干擾管理與容量研究”，在TD-LTE的背景下，提出了干擾對(duì)齊鏈路控制協(xié)議以及降低信道信息反饋量的方法，并從工程實(shí)現(xiàn)的角度，基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA），設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了線性干擾對(duì)齊OFDM通信系統(tǒng)。
　　首先，通過平衡信道估計(jì)準(zhǔn)確度與系統(tǒng)傳輸性能，提出了干擾對(duì)齊鏈路控制協(xié)議，并在其中使用了一種降低信道信息反饋量的

3、方法。依據(jù)此協(xié)議，終端在每一個(gè)無線幀開頭進(jìn)行一次頻域信道估計(jì)，然后將頻域信道估計(jì)值轉(zhuǎn)換到時(shí)域進(jìn)行反饋，以降低信道信息反饋量。基站廣播收到的全局信道估計(jì)信息，同時(shí)利用該信道信息，求出干擾對(duì)齊預(yù)編碼矩陣，并對(duì)當(dāng)前幀后續(xù)發(fā)送的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼處理。終端利用基站廣播的全局信道信息求出解碼矩陣，對(duì)當(dāng)前幀的有效數(shù)據(jù)部分解碼處理，實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)齊。
　　其次，在理論驗(yàn)證正確的情況下，利用 FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了包含線性干擾對(duì)齊技術(shù)的OFDM基帶系統(tǒng)收

4、發(fā)模塊的設(shè)計(jì)與編碼。通信系統(tǒng)平臺(tái)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，首先設(shè)計(jì)出系統(tǒng)模塊的整體架構(gòu)圖，然后使用Xilinx公司的開發(fā)套件ISE14.6和ModelSim仿真軟件，通過Verilog硬件描述語言完成各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與編碼工作。文中重點(diǎn)描述加擾與解擾模塊、映射與解映射模塊、參考序列分配模塊、信道估計(jì)及反饋模塊、FFT/IFFT模塊及外圍接口模塊的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法。
　　仿真與運(yùn)行結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的包含 IA技術(shù)的 OFDM基帶系統(tǒng)