MIMO-OFDM通信系统学习笔记(一)
【笔记一:单载波传输与多载波传输】
MIMO-OFDM技术是3G-LTE,WiMAX通信系 统,以及WLan比如IEEE802.11a,IEEE802.11n等标准的关键技术,作为一枚通信狗,这些应该是必须掌握的知识。然而表示本科的通信 课程又枯燥无聊又脱离实际系统,上课的时候,老师总是罗列一大堆专业术语,什么都讲,但前后联系以及细节处理是很难讲清楚的,再加上本身我自己作为大学渣 经常翘课,所以通信基础显然是不怎么牢靠的,整好最近boss在给本科生上一门相关的课程,让我帮忙写一些上课演示的小程序,趁着这个机会,补一补通信基 础也还蛮好的,就把最近断断续续的学习笔记贴在这儿了。
一.单载波传输
上图为典型的单载波传输通信系统。考虑带宽为\(W\)的信道\(h(t)\),通过发射机和发射滤波器\(g_Tx(t)\),对传输符号
\({a_n}\)进行脉冲成型,信号被接收后,分别通过接收机端的接收滤波器、均衡器和检测器进行处理。令\(g_{Tx}(t)\)、
\(g_{Rx}(t)\)、\(h^{-1}(t)\)分别表示发射滤波器的脉冲响应、接收滤波器的脉冲响应和均衡器的脉冲响应。则均衡器的输出可以表
示为:\[y(t)=\sum_{m=-\infty}^{\infty}a_mg(t-mT)+z(t)\]
其中,\(z(t)\)为加性噪声,\(g(t)\)为系统的总体脉冲响应:\[g(t)=g_{Tx}(t)*h(t)*g_{Rx}(t)*h^{-1}(t)\]
为了支持每秒传输\(R_s\)个符号的速率,所需的最小传输带宽为奈奎斯特带宽,即\(\frac{R_s}{2}\)。意味着在单载波传输系统中,需
要更大的传输带宽来支持更高的数据速率。假设均衡器能够完美补偿信道的影响,然后信号带宽随着符号速率的增大而增大,当信号带宽大宇无线信道的相干带宽
时,链路会受到多径衰落的影响,引起ISI,总的来说,利用自适应均衡器,可以处理由时变多径衰落信道引起的ISI,此外,随着数据速率增大,均衡器的复
杂度增加。
二.多载波传输
为克服宽带信道频率选择性对单载波传输的影响,可以使用多载波实现高数据速率传输。
下图为OFDM系统的发射机和接收机框图: