MIMO-OFDM试验系统基础软件平台DSP实现技术研究

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随着科技的快速发展,无线用户对信息传输的需求向着高数据率和高可靠性的方向发展,而MIMO-OFDM技术的出现满足了这一需求。MIMO技术可以利用空间复用增益提高信道的容量,利用空间分集增益提高传输的可靠性。OFDM技术利用正交子载波传输数据,既提高了频谱利用率,又将频率选择性衰落信道转换为平坦衰落信道,提高了传输的可靠性。将MIMO和OFDM技术的优点结合起来就可以将无线通信系统的性能大幅度提升。本文研究了无线MIMO-OFDM通信试验系统。本试验系统使用FPGA + DSP的硬件平台,以典型MIMO-OFDM系统架构为基础软件平台,基于软件无线电思想,开发出了多套数据链路。其中,基础软件平台是由数据传输模块和数据处理模块两部分构成的,本文重点实现了数据传输模块的主要接口部分,并实现了数据处理模块中的通用关键技术———峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)抑制技术,最后开发了一套差分QPSK链路用以对试验系统的基础软硬件平台进行测试。以下给出全文的结构:第一章,首先对无线信道的特性做了简单的介绍,引出了解决无线传输需要面对的问题;然后围绕着这些问题分别提出了相应的解决方法,即MIMO技术和OFDM技术;最后介绍了一般的MIMO-OFDM系统架构。第二章,试验系统的总体方案,包括试验系统的硬件平台和软件平台概述。第三章,试验系统的接口设计与实现。包括DSP与SDRAM、DSP与ZBT SRAM、DSP与Dual Port SRAM和串口-FPGA-DSP的接口设计与实现。第四章,OFDM系统PAPR抑制技术实现。首先分析了OFDM系统高PAPR的形成原因,然后引入了一种有效抑制PAPR的算法,并对其进行了DSP实现。第五章,试验系统基础软件平台实测。本章构建了一个基本的单天线差分QPSK调制方式的通信系统,使用此系统对软硬件平台进行了全面的、系统的测试。第六章,本文总结。总结了本文的主要内容,研究成果和收获,并提出了下一步的研究方向。
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