2x2MIMO-OFDM實(shí)時(shí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、近兩年來(lái)，3G體系在中國(guó)已經(jīng)趨于成熟發(fā)展，后3G技術(shù)成為眾多研究人員的關(guān)注熱點(diǎn)，并且無(wú)線通信委員會(huì)最近公開(kāi)了能夠提供寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)的技術(shù)，例如：多媒體流、高清電視等。因此，后3G系統(tǒng)的發(fā)展方向?yàn)楦咚俾释ㄐ畔到y(tǒng)，需要協(xié)調(diào)解決吞吐量、覆蓋率和可靠性三個(gè)方面的需求。
　　 多輸入多輸出技術(shù)是通過(guò)空間多分復(fù)用來(lái)普遍用于提高通信可靠性和提高數(shù)據(jù)吞吐量的。正交頻分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是多徑衰落環(huán)境中通過(guò)接收端使用簡(jiǎn)單的均衡技術(shù)接收信號(hào)最有效的方

2、法之一。MIMO-OFDM系統(tǒng)結(jié)合了這兩種技術(shù)，吸引了當(dāng)今無(wú)線通信領(lǐng)域的關(guān)注。IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)支持MIMO-OFDM某一特定模式；IEEE802.11ae任務(wù)組已經(jīng)開(kāi)始了建立下一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)，帶寬在6Gbps以下，吞吐量目標(biāo)是MAC層達(dá)到1Gbps。綜上所述，對(duì)MIMO-OFDM技術(shù)的研究在通信界已經(jīng)炙手可熱。然而MIMO-OFDM的性能只是在理論和仿真級(jí)上被證明，對(duì)于其硬件實(shí)現(xiàn)仍然存在一定的挑戰(zhàn)性。
　　 目前，國(guó)

3、內(nèi)外越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)開(kāi)始進(jìn)行MIMO-OFDM平臺(tái)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證。在各種國(guó)際會(huì)議和期刊中，相關(guān)的論文也頻頻出現(xiàn)。然而對(duì)于如何建立一個(gè)具有通用性、可擴(kuò)展性、可靠實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)驗(yàn)證的平臺(tái)，卻沒(méi)有定論。完全軟件實(shí)現(xiàn)MIMO-OFDM平臺(tái)，雖然具有設(shè)計(jì)周期短，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，但是卻缺乏驗(yàn)證平臺(tái)的最初的出發(fā)點(diǎn)-在實(shí)際環(huán)境中實(shí)時(shí)測(cè)試MIMO-OFDM技術(shù)的性能；完全硬件實(shí)現(xiàn)MIMO-OFDM平臺(tái)，克服了完全軟件設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，但對(duì)比而言，挑

4、戰(zhàn)更多，如設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、可擴(kuò)展性差和算法修改實(shí)現(xiàn)困難：二者折中，可以兼具兩者優(yōu)點(diǎn)，但是軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)的平臺(tái)，移植到硬件實(shí)施的結(jié)果還未可預(yù)測(cè)。在MIMO-OFDM驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)各不相同的情況下，如何設(shè)計(jì)出可以具有上述優(yōu)點(diǎn)，也可以克服相應(yīng)缺點(diǎn)，并且能夠展現(xiàn)各自特色的MIMO-OFDM實(shí)時(shí)平臺(tái)，成為越來(lái)越多的研究工作人員的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。
　　 基于以上考慮，本文提出基于硬件實(shí)現(xiàn)的，實(shí)時(shí)性高的多輸入多輸出多載波(MIMO-OFDM, M

5、ultiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)無(wú)線通信系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)，目標(biāo)在于研究真實(shí)無(wú)線信道環(huán)境下，MIMO-OFDM技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性和性能問(wèn)題。該平臺(tái)主要基于FPGA實(shí)現(xiàn)，具有模塊化、實(shí)時(shí)性、可驗(yàn)證功能，信號(hào)基帶處理和中頻處理完全自主研發(fā)，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和射頻天線模塊采用商業(yè)化產(chǎn)品，其目的在于降低開(kāi)發(fā)周期，避免現(xiàn)在已經(jīng)成熟的技術(shù)的不必要二