4G无线通信系统同步信道FSTD分集的设计与仿真

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

一、绪论 (3)

（一）研究背景 (3)

（二）概念 (3)

（三）原理及技术 (5)

二、分集技术 (6)

（一）分集技术的分类 (7)

（二）常用的分集方式 (9)

三、LTE物理层技术 (14)

（一）基本传输技术和多址技术 (14)

（二）“宏分集”之争 (16)

（三）帧结构和系统参数设计 (16)

（四）其他物理层设计 (18)

（四）空中接口协议结构和网络架构 (23)

四、802.16m系统SCH功能 (25)

（一）SCH结构 (25)

五、PA设计 (29)

（一）时间同步算法 (29)

（二）PA序列设计，序列特性 (31)

（三）PA序列检测，差分检测，整数频偏估计 (34)

（四）16m系统的PA序列设计 (35)

六、总结 (36)

参考文献 (38)

摘要

第四代无线通信系统——4 G 与现有的无线通信系统相比，不但应提供更高的音声质量和更快比特速率的数据服务，而且必须能在不同类型环境下进行可靠工的作，如宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝的环境，城市、城郊和农村，室内和室外等。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到

100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。本文研究工作对4G移动通信系统的设计具有一定的参考价值。随着移动通信和无线因特网需求的不断增长，越来越需要更加先进的天线传输技术。高速无线通信系统设计的一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的频率选择性衰落。MIMO技术作为4G通信系统的一项关键技术，在移动通信系统中得到越来越广泛地应用。本文结合空间分集在移动通信中的实际应用的具体需求，系统地研究了空间分集及其性能分析方法，针对其中空间分集合并技术的实用性问题，提出了发射分集方案。

关键词

无线通信系统OFDM系统MIMO的基本原理分集技术

一、绪论

（一）研究背景

中国移动通信集团总公司总工程师李默芳说:“世界移动通信业务在过去20年间(或者30年间)增长了80多倍，而各种移动通信技术,例如2G，3G，WLAN 等又以惊人的速度发展着，日新月异的通信技术不断提高人们的生活质量：从传统大功率的单独的基站系统到蜂窝移动系统，本地覆盖到区域覆盖的转换，到现在的全国覆盖，进一步并实现了国内甚至国际漫游，从提供话音业务到提供包括低速数据综合业务,典型例子就是视频通信,手机WAP网站，从模拟移动通信系统(AM,模拟电视)到数字移动通信系统(2G，3G，TD.LTE)……正在商业化的3G技术和正在研究的下一代移动通信技术(TD.LTE)正在实现,或者已经实现了,即任何人在任何地方任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。”

在大多数环境中，天线分集是实际有效，并广泛应用于降低多径衰落效应的技术。在发射端和接收端同时增加天线，每一个发射天线发送一个独立信号，就形成天线分集通信系统——多入多出（MIMO）通信系统。MIMO通信系统的核心思想是空时处理。在这个处理中时间和固定的空间中有多个分布天线的空间维数相匹配。关键特征是把传统无线传输的障碍，即多径效应，转变为有利于信道容量的能力，利用随机衰落和多径时延分布来增大传输速率。

（二）概念

1、4G移动通信网

4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G 的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信－－从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不

断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。

4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。 4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。

2、OFDM系统

正交多载波调制是一种高效的数据传输方式，通过串并变换将高速数据流分散到多个正交的子载波上传输。其主要思想是：在频域内将给定的数据信号转换成并行的低速子数据流，再在各个子载波上进行调制，并且各子载波相互正交，并行传输。

3、无线通信系统

无线通信系统（Wireless Communication System）：也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、无线信道三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。它根据工作频段或传输手段分类, 可以分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。

4、MATLAB语言

MATLAB是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran ）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平[6]。 MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD 并称为四大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

（三）原理及技术

1、OFDM原理

在OFDM系统中，一方面各个子载波的符号速率大幅下降，相应的符号持续时间变大，从而减少符号间干扰的影响，有较强的抗时延扩展能力；另一方面信号的并行传输分散了瑞利衰落引起的突发性错误，提高了系统的抗突发错误的能力。由于OFDM 各子载波相互正交，因此允许子载波的频谱互相重叠，充分利用有限的频谱资源,大大提高频谱利用率。由于每个子信道上的信号带宽都小于信道的相干带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间的干扰（ISI）。同时在OFDM 系统中，普遍采用循环前缀（CP）作为保护间隔从而可以避免由多径带来的信道间干扰（ICI ）。另外，由于OFDM系统中各

个子信道相互正交，这样可以避免子载波之间的相互干扰。在理想情况下，接收端可以利用子载波间的正交性互不干扰地对各子载波进行解调。因此OFDM能够很好地适应无线通信中的多径环境。在OFDM符号前加入保护间隔，只要保护间隔大于信道的时延扩展，则可以完全消除符号间干扰。在接收端，经过无线信道后的OFDM信号各子信道间保持了原有的正交性，信道干扰的影响简化为一个复传输常数与一个子信道传输的信号相乘，因此，对信号进行均衡变得很简单。

2、MIMO的基本原理

MIMO系统的基本原理是采用空时编码方式将用户的串行码流通过编码、调制、加权和映射等方式分成多路并行的数据子流，并分别由多个天线同时、同频发送，接收端用多个天线进行接收，并利用估计出的信道传输特性与发送子码流间一定的编码关系对多路信号进行空间域和时间域上的处理，从而分离出发送子码流，得到发送的原信号。MIMO技术本质上是利用多天线同时发送和接收而形成的多个并行的独立数据子流来提高系统的信道容量和抗衰落能力。因此，数据子流的独立性和数据在各天线间分配方式是影响系统性能的关键因素。独立数据子流的数目，由天线链路问的衰落相关性决定，因此在MIMO系统中，天线链路间的衰落相关性成为影响MIMO系统的性能的关键因素之一。

3、分集技术的基本原理

在无线移动通信中广泛使用了分集技术来减少多径衰落的影响，并且在不增加发射功率或牺牲带宽的前提下提高传输的可靠性。分集技术在接收端需要发射信号的多个样本信号，每个样本信号反映相同的信息，但是在衰落统计特性上具有较小的相关性。分集的基本思想是：如果利用信号的两个或多个独立样本，那么这些样本将以不相关的模式衰落，采用合理方式合并这些样值可以大大降低衰落的影响，相应地也就能够提高传输的可靠性。

分集技术包括2个方面：一是分散传输，使接收机能够获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理，即把接收机收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。因此，要获得分集效果最重要的条件是各个信号之间应该是“不相关”的。

二、分集技术

分集的基本原理是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，由于多个信道的传输特性不同，信号多个副本的衰落就不会相同。

接收机使用多个副本包含的信息能比较正确的恢复出原发送信号。如果不采用分集技术，在噪声受限的条件下，发射机必须要发送较高的功率，才能保证信道情况较差时链路正常连接。在移动无线环境中，由于手持终端的电池容量非常有限，所以反向链路中所能获得的功率也非常有限，而采用分集方法可以降低发射功率，这在移动通信中非常重要。为了定量的衡量分集的改善程度，常用标称改善效果，分集改善效果指采用分集技术与不采用分集技术两者相比对减衰落影响得到的效果。分集改善效果用分集增益和分集改善度这两个指标来描述。分集增益（Diversity Gain）是指在某一累积时间百分比内，分集接收与单一接收时的收信电平差。这一电平差越大，分集增益越高，说明分集改善效果越好。积累时间百分比越小，分集增益越高。分集增益一般表示为分贝。分集改善度是指在某一相对的收信电平时，单一接收与分集接收的衰落累积时间百分比之比。分集阶数（diversity order）是指独立的支路衰落数，若每对接收天线间的衰落都独立，则：

分集阶数=分集天线数Nt*接收天线数

Nr （3.1）

分集阶数越多，可以获得的最大分集增益越大，对系统性能改善越多。

在多径信道下分集阶数还会增加，即：

分集阶数=分集天线数Nt*接收天线数Nr*信道多径

数（3.2）

（一）分集技术的分类

无线信道中的衰落根据产生原因和特性大体上分为两类：大尺度衰落和小尺度衰落。大尺度衰落，主要是由于建筑物,大山,各种阻碍物体对信号的阻挡造成的，形成了有的地方信号到达不了,形成阴影,因此也叫作阴影衰落，一般情况下服从正态分布。而小尺度衰落，也就是上文提到的多径衰落，一般情况下服从瑞利分布。在移动通信系统中主要有两类分集方式:宏分集和微分集。

宏分集主要用于蜂窝通信系统，也叫做“多基站分集”，这是一种减少大尺度衰落的分集技术，起做法是把多个基站设置在不同的地理位置上（如蜂窝小区的对角上），并使其在不同的方向上，这些基站同时和小区内的一个移动台进行通信（选用其中信号最好的一个基站进行通信）。显然，只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影衰落，这种方法就能保持通信不会中断。微分集是一种减小多径衰落的分集技术，在各种无线通信系统中都经常实使用，理论和实践都表明，在空间、频率、极化、角度及时间方面分离的无线信号，都呈现相互独立的衰落特性。微分集技术包括以下几种主要方式。

1、空间分集

空间分集也称为阵列天线分集，即将同一个信号通过不同的天线发射，或由不同的天线接收从不同途径到达的同一信号。天线分集能够实现的关键是阵元间距足够大以保证发送及接收的信号经空间传播后能演变成历经不同路径、不同时延、相互独立的多个信号到达接收端。空间分集是本文研究的重点。

2、频率分集

由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的， 因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息， 以实现频率分集。 根据相关带宽的定义， 即 ?

=π21c B （3.3） 式中，Δ为延时扩展。例如，市区中Δ=3μs,Bc 约为53kHz ，这样频率分集需要用两部以上的发射机(频率相隔53 kHz 以上)同时发送同一信号， 并用两部以上的独立接收机来接收信号。它不仅使设备复杂，而且在频谱利用方面也很不经济。

3、角度分集

角度分集的做法是使电波通过几个不同路径， 并以不同角度到达接收端， 而接收端利用多个方向性尖锐的接收天线能分离出不同方向来的信号分量； 由于这些分量具有互相独立的衰落特性， 因而可以实现角度分集并获得抗衰落的效果。

4、极化分集

在移动环境下,两副在同一地点,极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出不相关的衰落特性。利用这一特点,在收发端分别装上垂直极化天线和水平极化天线,就可以得到2 路衰落特性不相关的信号。所谓定向双极化天线就是把垂直极化和水平极化两副接收天线集成到一个物理实体中，通过极化分集接收来达到空间分集接收的效果，所以极化分集实际上是空间分集的特殊情况,其分集支路只有2 路。

5、时间分集

小尺度衰落除了具有空间和频率独立性之外， 还具有时间独立性， 即同一信号在不同的时间区间多次重发， 只要各次发送的时间间隔足够大， 那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的， 接收机将重复收到的同一信号进行合并， 就能减小衰落的影响。时间分集主要用于在衰落信道中传输数字信号。 此外， 时间分集也有利于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落现象。由于它的衰落速率与移动台的运动速度及工作波长有关， 因而为了使重复传输的数字信号具有独立的特性， 必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系：

()

λv f T m 2121=≥? （3.4） 式中，fm 为衰落频率，v 为车速，λ为工作波长。 若移动台处于静止状态，即v=0，由式(3.4)可知，要求ΔT 为无穷大，表明此时时间分集的得益将丧失。换句话说， 时间分集对静止状态的移动台无助于减小此种衰落。

（二）常用的分集方式

TSTD 分集方式（时间切换发射分集），以一个OFDM 符号为周期进行天线切换的，获得空间增益。

FSTD 分集方式是在频率上的天线间切换，空间增益。

CDD 分集数据流首先经过信道编码，调制，进行IFFT 变换，得到时域的数据后，进行不同的循环延迟后产生多路数据，并在不同天线发送，从而获得频率增益和空间增益。

以上三种适合于不需要知道天线数目或无法知道天线数时的情况，如同步信道的分集设计。

PSD 分集数据经过信道编码和调制后，分别进行不同的相位旋转得到不同版本的信号信息，在分别进行IFFT 之后，将各个版本的信号在不同天线发射。由于对时域的循环延迟等效于频域的线性相位旋转，可以认为CDD 为PSD 线性相位旋转情况下的一种时域的实现方式。

PVS 分集是通过类似不同权值实现分集的，类似于一种波束成型方法，PVS 分集是通过不同权值的切换实现分集的。其实质是通过不同的加权矢量（波束方向），获得不同质量的空间信号样本，从而获得空间分集增益。

1、空间分集技术基本原理

我们知道在移动通信中，空间略有变动就可能出现较大的场强变化。当使用多个接收信道时，它们受到的衰落影响是不相关的，且二者在同一时刻经受深衰落谷点影响的可能性也很小，因此这一设想引出了利用多副发送天线、多副接收天线的方案，独立地接收同一信号，再合并输出，衰落的程度能被大大地减小，即空间分集。 空间分集技术的依据在于快衰落的空间独立性， 即在任意两个不同的位置上接收同一个信号， 只要两个位置的距离大到一定程度， 则两处所收信号的衰落是不相关的。为此， 空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为d 的天线， 间隔距离d 与工作波长、地物及天线高度有关，在移动信道中，

通常取：

市区 λ5.0=d

郊区 λ8.0=d

在满足上市的条件下，两信号的衰落相关性已很弱；d 越大，相关性就越弱。

分集有两重含义： 一是分散传输， 使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号； 二是集中处理， 即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并(包括选择与组合)以降低衰落的影响。

空间分集分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。图 3.1 是空间分集技术原理示意图。空间分集发送和空间分集接收都能获得分集增益，从而提高通信系统的性能。

2、分集接收技术

分集接收的基本原理接收端收到M(M ≥2)个分集信号后,如何利用这些信号以减小衰落的影响,这就是合并的问题。信号合并的目的就是要使它的信噪比有所改善,因此对合并器的性能分析是环绕其输出信噪比进行的。一般使用的是线性合并器, 把输入的M 个独立 衰落信号相加后合并输出。假设M 个输入信号电压为()t r 1、()t r 2、····()t r M 则合并器 的输出电压r(t)为: ()()()()()t r a t r a t r a t r a t r k M

k k M M ∑==

+++=12211....... （3.7）

式中, k a 为第k 个信号的加权系数。

选择不同的加权系数,就可以构成不同的合并方式。常用的有选择式合并（SC）、最大比值合并（MRC）、等增益合并（EGC）三种方式。

1）选择式合并(SC)

选择式合并（SC）是指检测所有分集支路的信号,以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合并器的输出。由式（3.7）可见,在选择式合并器中,加权系数只有一项为1 ,其余均为0。图3.3为二重分集选择式合并的示意图。两个支路的中频信号分别经过解调然后作信噪比比较,选择其中有较高信噪合并比的支路接到接收机的共用部分。选择式合并方法简单、实现容易。但是,由于未被选择的支路信号丢弃, 因此抗衰落效果差。

2）最大比值合并（MRC）

最大比值合(MRC)并是一种最佳合并方式，其方框图如图 3 . 4 所示。 为了书写简 便， 每一支路信号包络()t r k 用k r 表示。 每一支路的加权系数k a 与信号包络k r 成正比而与噪声功率k N 成反比， 即

K

k k N r a = （3.8） 由此可得最大比值合并器输出的信号包络为

∑∑====M

K K k M k k k k N r r a r 121 （3 . 9）

式中， 下标R 表征最大比值合并方式。

3）等增益合并（EGC ）

等增益合并(EGC)无需对信号加权,各支路的信号是等增益相加的,其方框图如图3.5所示。等增益合并方式实现比较简单，其性能接近于最大比值合并。等增益合并器输出的信号包络为 ∑==

M k k E r r 1 （3.10）

式中,下标E 表征等增益合并。 4、 TSTD 分集方式

TSTD 的分集方式的实现框图如下图所示：

下图中的时间分集是OFDM 系统中以一个OFDM 符号为周期进行天线切换的。在实际应用中，其切换周期可以进行调整。如在一个OFDM 符号内或以多个OFDM 符号为间隔进行切换。在多天线业务信道传输的时，采用该模式可以降低导频开销，因为同一时刻仅仅有一个天线传输数据，只需要设计一个天线的导频图样即可，所以天线可以使用同样的导频图样。

OFDM #1

Tx 1 OFDM#2

OFDM#3 Tx 2 Data tone Null tone

freq time Figure 2-1: TSTD transmit diversity

TSTD 实质获得的是空间分集增益，其具有实现简单，对UE 透明；可扩展到任意天线的特点，但不具备空时编码增益。

5、FSTD 分集方式：

FSTD 分集方式是在频率上的天线间切换。FSTD 的分集方案如图2-2所示

OFDM#1

Tx 1 OFDM#2

OFDM#3 Tx 2 data tone Null tone

freq time Figure 2-2: FSTD transmit diversity

TSTD 和FSTD 分集方式结合可以产生为FSTD+TSTD 分集方式，如下图所示。

OFDM #1

Tx 1 OFDM#2

OFDM#3 Tx 2

Data tone for Tx 1

Null tone

freq time Data tone for Tx 2 Figure 2-3: FSTD+TSTD transmit diversity (special case for PVS)

同TSTD 类似，只能获得空间增益，具有容易扩展到任意天线的特点。因此其性能与TSTD 的分集方式也较为接近。

三、LTE 物理层技术

LTE 的研究工作主要集中在物理层、空中接口协议和网络架构几个方面，其中网络架构方面的工作和4GPP 系统架构演进（SAE ）项目密切相关。本文将对这几个方面的重大技术决定和进展做一简单的介绍。

（一）基本传输技术和多址技术

基本传输技术和多址技术是无线通信技术的基础。4GPP 成员在讨论多址技术方案时，主要分成两个阵营：多数公司认为OFDM ／FDMA 技术与CDMA 技术相比，可以取得更高的频谱效率；而少

数公司认为OFDM系统和CDMA系统性能相当，出于后向兼容的考虑，应该沿用CDMA技术。持前一种看法的公司全部支持在下行采用OFDM技术，但在上行多址技术的选择上又分为两种观点：大部分厂商因为对OFDM的上行峰平比PAPR（将影响手持终端的功放成本和电池寿命）有顾虑，主张采用具有较低PAPR的单载波技术；另一些公司（主要是积极参与WiMAX标准化的公司）建议在上行也采用OFDM技术，并用一些增强技术解决PAPR的问题。经过激烈的讨论和艰苦的融合，4GPP最终选择了大多数公司支持的方案，即下行OFDM；上行SC（单载波）-FDMA。

上行SC-FDMA信号可以用“频域”和“时域”两种方法生成，频域生成方法又称为DFT扩展OFDM（DFTS-OFDM）；时域生成方法又称为交织FDMA（IFDMA）。采用哪种生成方法目前尚未确定，但大部分公司支持采用DFT-S-OFDM技术（如图1所示）。这种技术是在OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展，系统发射的是时域信号，从而可以避免OFDM系统发送频域信号带来的PAPR问题。

图1DFT-S-OFDM发射机结构

（二）“宏分集”之争

是否采用宏分集技术，是LTE讨论中的又一个焦点。这个问题看似是物理层技术的取舍，实则影响到网络架构的选择，对LTE/SAE系统的发展方向有深远的影响。

4GPP内部在下行宏分集问题上的看法比较一致。由于存在难以解决的“同步问题”，各公司很早就明确，对单播（Unicast）业务不采用下行宏分集。只是在提供多小区广播（Broadcast）业务时，由于放松了对频谱效率的要求，可以通过采用较大的循环前缀（CP），解决小区之间的同步问题，从而使下行宏分集成为可能。

与下行相比，4GPP对上行宏分集的取舍却迟迟不决。宏分集的基础是软切换，这种CDMA系统的典型技术，在FDMA系统中却可能“弊大于利”。更重要的是，软切换需要一个“中心节点”（如UTRAN中的RNC）来进行控制，这和大多数公司推崇的网络“扁平化”、“分散化”网络结构背道而驰。经过仿真结果的比较、激烈的争论、甚至“示意性”的表决，4GPP最终决定LTE（至少在目前）不考虑宏分集技术。

（三）帧结构和系统参数设计

LTE在数据传输延迟方面的要求很高（单向延迟小于5ms），这一指标要求LTE系统必须采用很小的最小交织长度（TTI）。大多数公司主要出于对FDD系统的设计，建议采用0.5ms的子帧长度（1帧包含20个子帧）。但是一些研发TDD技术的4GPP成员注意到这

种子帧长度和UMTS中现有的两种TDD技术的时隙长度不匹配。例如TD-SCDMA的时隙长度为0.675ms，如果LTE TDD系统的子帧长度为0.5ms，则新、老的系统的时隙无法对齐，使得TD-SCDMA系统和LTE TDD系统难以“临频共址”共存。在中国公司的坚持下，4GPP 在这个问题上形成决议：基本的子帧长度为0.5ms，但在考虑和LCR-TDD（即TD-SCDMA）系统兼容时，可以采用0.675ms子帧长度。

OFDM和SC-FDMA（以DFT-S-OFDM为例）的子载波宽度选定为15kHz，这是一个相对适中的值，兼顾了系统效率和移动性，明显比WiMAX系统大。下行OFDM的CP长度有长短两种选择，分别为4.69ms（采用0.675ms子帧时为7.29ms）和16.67ms。短CP 为基本选项，长CP可用于大范围小区或多小区广播。短CP情况下一个子帧包含7个（采用0.675ms子帧时为9个）OFDM符号；长CP情况下一个子帧包含6个（采用0.675ms子帧时为8个）OFDM 符号。上行由于采用单载波技术，子帧结构和下行不同。DFT-S-OFDM 的一个子帧包含6个（采用0.675ms子帧时为8个）“长块”和2个“短块”（如图2所示），长块主要用于传送数据，短块主要用于传送导频信号。

图2DFT-S-OFDM子帧结构

虽然为了支持实时业务，LTE的最小TTI长度仅为0.5ms，但系统可以动态的调整TTI，以便在支持其他业务时，避免由于不必要的IP包分割造成的额外的延迟和信令开销。

上、下行系统分别将频率资源分为若干资源单元（RU）和物理资源块（PRB），RU和PRB分别是上、下行资源的最小分配单位，大小同为25个子载波，即375kHz。下行用户的数据以虚拟资源块（VRB）的形式发送，VRB可以采用集中（Localized）或分散（Distributed）方式映射到PRB上。Localized方式即占用若干相邻的PRB，这种方式下，系统可以通过频域调度获得多用户增益。Distributed方式即占用若干分散的PRB，这种方式下，系统可以获得频率分集增益。上行RU可以分为Localized RU（LRU）和Distributed RU（DRU），LRU包含一组相邻的子载波，DRU包含一组分散的子载波。为了保持单载波信号格式，如果一个UE占用多个LRU，这些LRU必须相邻；如果占用多个DRU，所有子载波必须等间隔。

（四）其他物理层设计

1、参考符号（导频）设计

LTE目前确定了下行参考符号（即导频）设计。下行导频格式如图3所示，系统采用时分复用（TDM）的导频插入方式。每个子帧可以插入两个导频符号，第1和第2导频分别在第1和倒数第3

个符号。导频的频域密度为6个子载波，第1和第2导频在频域上交错放置。采用MIMO时，须支持至少4个正交导频（以支持4天线发送），但对智能天线例外。在一个小区内，多天线之间主要采用频分复用（FDM）方式的正交导频。在不同的小区之间，正交导频在码域实现（CDM）。

图3OFDM导频结构

2、上行控制信道复用

LTE上行由于采用单载波技术，控制信道的复用不如OFDM 灵活。上行控制信道用于传送两种信令：与数据相关的信令（AMC 格式、HARQ信息等）和与数据无关的信令（RACH、COI、

ACK/NACK、调度请求）。经过反复的讨论，4GPP决定只采用TDM 方式复用控制信道，因为这种方式可以保持SC-FDMA的低PAPR特性。与数据相关的信令将和UE的数据复用在一个时频资源块中。

3、调制与编码

LTE下行主要采用QPSK、16QAM、64QAM三种调制方式。上行主要采用位移BPSK（π/2-shift BPSK，用于进一步降低

DFT-S-OFDM的PAPR）、QPSK、8PSK和16QAM。另一个正在考虑的降PAPR技术是频域滤波（Spectrum Shaping）。另外也已明确，Cubic Metric是比PAPR更准确的衡量对功放非线性影响的指标。在信道编码方面，LTE主要考虑Turbo码，但如果能获得明显的增益，也将考虑其他编码方式，如LDPC码。

4、调度

调度就是动态的将最适合的时频资源分配给某个用户，系统根据信道质量信息（CQI）的反馈、有待调度的数据量、UE能力等决定资源的分配，并通过控制信令通知用户。调度实际上和链路自适应、HARO是密不可分的。LTE的调度可以灵活的在Localized和Distributed方式之间切换，并将考虑减小开销的方法。一种方法就是对话音业务一次性调度相对固定的资源（Persistent Scheduling）。

5、链路自适应

链路自适应的核心技术是自适应调制和编码（AMC）。LTE 对AMC技术的争论主要集中在是否对一个用户的不同频率资源采用不同的AMC（RB-specific AMC）。理论上说，由于频率选择性衰落的影响，这样做可以比在所有频率资源上采用相同的AMC配置（RB-common AMC）取得更佳的性能。但大部分公司在仿真中发现

毕业设计用matlab仿真

毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。

如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战

声音信息无线传输系统设计(声源定位)

摘要 关键词：声源定位；传感器阵列；无线数传；串行通信接口 声源定位就是利用声波的传输特性，来确定发声对象的空间位置的技术。被动声源定位一般采用声传感器阵列来探测声信号达到各阵元的时间差，由此推算出声源距坐标基点的距离和方向角。本文介绍了声源定位系统的工作原理、系统组成及传感器阵列与微机无线通信的实现，设计了传声器阵列模块（包括时延差计算系统）、无线传输模块及微机通信模块，并完成了相关的电路设计和连接。

ABSTRACT Keyword: Acoustic Emission Source Location；sensors’ array；wireless transmission；serial communications interface Acoustic Emission Source Location (AESL) is a technology which uses the transfer characteristic of sound wave to locate the space position of acoustic emission source. Passive AESL generally uses acoustic sensors’array to detect the time difference of acoustic signal arrive each array element, then calculate the distance and direction angle from acoustic emission source to origin of coordinates. In this paper, the author introduces the operational theory and the composition of AESL system, then realizing the communication between the acoustic sensors’array and the microcomputer. Acoustic sensors’array module (including the time difference computing system), wireless transmission module and microcomputer communication module are designed. The circuit designing and connecting have also been accomplished.

无线通信期末复习题

无线通信复习题 一、填空题 1、按照经典的信息容量定理，可以把信息容量表达为__________________。 2、在实际应用过程中，广泛应用的交织器有______、_______、________。 块交织、随机交织、卷积交织 3卷积编码器具有哪两种形式___________。 非递归非系统和递归系统 4、主要的分集方式____、_____、_____、____，分集合并技术_____、_____、 ______、________、________。 空间分集；极化分集；频率分集；时间分集；分集合并技术：选择式合并；最大增益合并；最小色散合并；最大比合并。 5、蜂窝系统三代分别是:＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。 （答案：模拟系统早期的数字系统集成了语音和数据的系统） 6通信系统的设计受三方面或层面的影响：物理层、数据链路层和网络层。 7物理层提供了信源与信道之间的通信通道。它包含三个基本部分：发射机、信道和接收机。 8 共享频谱的四种多址策略为频分多址、时分多址、码分多址、空分多址。 9. 通信系统的设计受三方面或层面的影响：物理层、数据链路层和网络层。 10. 相干时间指信道的两个时域样值变得不相关的时间间隔。 11相关带宽指信道的两个频域样值变得不相关的频率间隔。 12利用两个参数来表征频率和时间色散的影响：相干时间、相关带宽。 二、名词解释 1、信源编码定理：给定一个由一定数量的熵表征的离散无记忆信源，无失真信 源编码方案的平均码字长度以这个熵为上界。 2、信道编码定理：如果离散无记忆信道的容量为C，并且信源以低于C的速率 产生信息，那么存在一种编码方式，使得该信源的输出信息可以用任意低的符号

中型企业网络设计与仿真毕业设计

毕业设计 中型企业网络设计与仿真

第1章绪论 企业局域网伴随着Internet的成长而高速的发展，到现在已经形成了完整的体系结构和解决方案。但要设计一个完善和健壮的企业网络是非常不容易的，因为这涉及到很多复杂的细节问题。首先是收集企业的网络办公需求，然后根据需求来设计企业网络，本设计是针对中型企业的网络，所以办公需求并不复杂。在分析完整需求后，根据网络的特点分成硬件和软件的设计。硬件设计整个网络系统的基础，其中分成三个模块的设计：交换机模块、防火墙模块和服务器模块的设计，重点是交换机模块的设计。软件设计就是在这些硬件的基础上实施各种高级的应用服务如DNS、DHCP、WEB、FTP和各种企业应用软件和数据库系统。

第2章需求分析 企业网（ENTERPRISE NETWORK）是非常典型的综合网络实例。在本设计方案中主要是对一个中型企业进行整体的网络设计。为了更好的设计企业网络我们将需求分为硬件需求和软件（服务）需求。经需求分析，得出以下结论： 2.1 硬件需求 (1)对于中小企业，采用基于TCP/IP协议组的以太交换网模式是最适合的。经过几年的发展，以太交换技术和产品都十分成熟，网络的实现和管理简单，维护量小，并且可以向未来的发展进行平滑的升级和过渡。 (2)企业内部局域网带宽方面采用千兆主干、百兆到桌面的设计，这样足以满足企业的现有应用。 (3)通过DSL技术接入Internet，使公司连接外网，时时与外界保持沟通和交流更新。 (4)为分割广播域减少不必要的流量，对公司的网络实施VLAN。 (5)在接入Internet干线上放置硬件防火墙保障公司的网络安全。 (6)实施VOIP的语音服务。 (7)因申请的公有IP地址有限，故公司内部除部分服务器外全部使用防火墙实施NAT转换。 2.2 软件（服务）需求 (1)建立域服务器，统一管理公司的资源。 (2)为管理简单，全公司使用一台DHCP服务器实施灵活的IP地址的分配。 (3)建立WWW、FTP、DNS和邮件等企业常用应用服务。 (4)建立两个网页服务器，一个只供企业内部访问，一个供Internet用户访问。 (5)建立企业级的数据库服务器，集中管理公司的各种数据。 以下根据上述的需求分析来设计企业网络。

LTE_信道估计(简介)

4.13 信道估计 4.13.1 信道估计简介 1.有哪些信道估计方法 (1) (1) 盲估计与半盲估计盲估计与半盲估计盲估计与半盲估计 (2) (2) 基于导频的信道估计基于导频的信道估计基于导频的信道估计 （（3）基于训练序列的信道估计基于训练序列的信道估计 2. 信道估计的作用 (1)(1)抵抗衰落抵抗衰落抵抗衰落，，用估计结果来抵消各个子信道衰落的影响用估计结果来抵消各个子信道衰落的影响，， 从而在接收端获得正确的解调从而在接收端获得正确的解调。。 (2)(2)在在OFDM 无线通信系统中一般采用多进制调制方式无线通信系统中一般采用多进制调制方式，，如MQAM 调制方式调制方式，，这就需要在接收端进行相干解调这就需要在接收端进行相干解调。。由于无线信道的传输特性是随时间变化的于无线信道的传输特性是随时间变化的，，因此相干解调就要用到信调就要用到信道的瞬时状态信息道的瞬时状态信息道的瞬时状态信息，，所以在系统接收端需要进行信道估计需要进行信道估计，，以获得无线信道的瞬时传输特性以获得无线信道的瞬时传输特性 (3)(3)信道估计还可以用来纠正频率偏移造成的信号正交性信道估计还可以用来纠正频率偏移造成的信号正交性的破坏的破坏 (4)(4)对于结合对于结合MIMO 技术的OFDM 系统来说系统来说，，空时检测或空 时解码一般要求己知信道状态信息时解码一般要求己知信道状态信息，，因此这时的信道估计及估计的准确性就尤为重要估计及估计的准确性就尤为重要 (5)(5)对于闭环系统对于闭环系统对于闭环系统，，如OFDM 自适应调制系统自适应调制系统、、 MIMO 一OFDM 自适应调制系统自适应调制系统、、结合信道信息采用改进空时编码发射机的MIMO 系统等系统等，，发射机端同样要求得到信道状态信息信息 3.各种方法的基本原理及准则 原理原理（（1）盲估计盲估计：：不需要发送辊发送特不需要发送辊发送特殊的训练序列殊的训练序列殊的训练序列，，但是 接收须接收到足够多的数据符号接收须接收到足够多的数据符号，，以得到可靠的信道估计道估计，，但有但有 很大的处理延时很大的处理延时。。 （2）基于导频基于导频：：发送端适当位置插入导频发送端适当位置插入导频，，接收端利用 导频恢复出导频位置的信道信息导频恢复出导频位置的信道信息，，然后利用某种处理手段理手段((如内插如内插、、滤波滤波、、 变换等变换等))获得所有时段的信道信息信道信息。。 准则准则 (1) (1) (1) 最小平方误差准则最小平方误差准则最小平方误差准则(Least law (Least Square error law，，LS)LS) (2)(2)最小均方误差最小均方误差最小均方误差( Minimum Mean Square Error ( Minimum Mean Square Error law law，，MMSE)MMSE) （3）最大似然准则最大似然准则 主要用于盲估计主要用于盲估计主要用于盲估计 4.依据各种方法使用条件及优缺点来确定选用何种估计方法 （1） 盲估计盲估计：：优点优点 盲估计可以大大提高系统的传输码率盲估计可以大大提高系统的传输码率盲估计可以大大提高系统的传输码率。。 缺点缺点缺点：：很大的处理延时很大的处理延时

中型企业网络设计及仿真模拟_毕业设计

中型企业网络设计及仿真模拟 摘要 一个高效的企业办公环境对企业来说是效率和利益的保证，图形操作系统的出现催生了办公自动化的发展，办公自动化确实给企业的办公带来了很大的帮助。办公局域网的出现又一次彻底的颠覆了企业的办公理念，网络能使企业内部之间实现高速的通信和全方位的信息共享，给企业的办公带来了极大地便利。正是由于局域网的巨大优势，各公司企业和政府部门都纷纷建设和加强高速局域网络，利用现代化的信息技术使公司在残酷的市场竞争中立于不败之地。 本设计中的公司是一家处于快速成长且资金雄厚的高科技技术研发和生产的中型企业，在公司网络的设计中公司决定全部使用国际知名的思科公司的产品。在参考大量以往成功的实例后决定网络拓扑采用三层设计结构，分别是：核心层、汇聚层和接入层，这样可以有效地分割整个企业网络的流量，保持网络的长久稳定，也便于未来的网络扩展。然后根据思科官方提供的资料选择各个层中的设备及模块并做相应的配置。最后在工程实施之前在思科提供的模拟软件上模拟设计好的企业网络，以验证网络的合理性和稳定性。其次规划好在网络中启用的高级服务应用，做好相应的配置，并在VM虚拟机上进行模拟配置以便及时发现问题并解决。 关键词：中型企业网络设计交换机服务器虚拟机

Abstract An efficient business enterprise office environment is the interests of efficiency and guarantee. The appearance of Graphical Operating System spawned the development of Office Automation. Office Automation to the company's office did bring a lot of help. The appearance of Office LAN overthrow the corporate office concept. The network make the high-speed and full range of information sharing of internal communication possible, and brings to the enterprise greatly facilitated. Because of the great advantages of local area network, the companys and government departments have to build and strengthen Enterprise LAN, using modern information technology make companies stand stadily in a brutal market competition. The company of this design is a rapidly growing and financially strong high-tech R & D and manufacturing of medium-sized enterprises. In the company's decision the network all use the world-renowned Cisco‘s products. In reference to a large number of successful examples of the past decided network,the topology design using three-tier structure, namely: the core layer, collect layer and access layer. This can not divide the entire enterprise network traffic effectively and maintain long-term stability of the network, but also to facilitate the network expansion in the future. Then according to the official information provided by Cisco. We Select the equipment and the module configuration accordingly for each layer. Finally, before the implementation of the project we better simulate in Cisco's corporate network simulation software to verify the rationality and stability of the network design. Secondly, make a plan for advanced services and applications.Then appropriate configure server in VMware Workstaion in order to discover and solve problems. Key words: Medium-sized Enterprise Network Design Switch Servers VMware Packet Tracer

无线通信基础复习要点

《无线通信基础》复习要点 题型： 填空题:常识 简答题:基本概念、基本原理 名词解释：常用的英文简写 计算题:基本计算 四选一： Chapter1 无线通信概论（1,2） 1、无线通信的链路组成及功能（方框图） 2、各类无线通信系统工作频段及特点，英文缩写的中文表示 3、无线通信系统面临的挑战（简答题） Chapter2无线信道传播机制（3,4） 1、大气空间结构（建议不作重点要求） 2、电磁波的传输方式 3、掌握功率的dB度量，天线增益及单位，全向有效辐射功率(EIRP) 4、自由空间损耗计算方法（Friis定律）及适用范围（重点） 5、路径损耗d-n计算方法（重点） 6、采用菲尼尔半径及余隙估算绕射损失的方法（建议不作重点要求） 7、噪声源，噪声温度，噪声系数，高斯白噪声的特性，系统的信噪比（重点） 8、衰落余量、中断概率的概念（重点） 9、系统的链路预算（重点，融合大尺度路径损耗、小尺度衰落余量、噪声系数、调制方式、 分集接收）（综合题） Chapter3无线信道的统计描述（5） 1、信号幅度的小尺度衰落的成因（重点） 2、小尺度衰落信号幅度的瑞利、莱斯分布发生条件 3、瑞利、莱斯分布统计特性、小尺度衰落的相位的分布 4、小尺度衰落的衰落余量及中断概率计算 5、信号幅度的大尺度衰落的成因

6、大尺度衰落的信号幅度的对数正态统计特性 7、大尺度衰落的衰落余量及中断概率计算 8、形成多普勒频移，多普勒谱的原因、经典或称Jakes谱（建议只重点要求多普勒频移计 算） 9、衰落的时间依赖性（电平通过率(LCR)，平均衰落持续时间(ADF)）的参数的意义。（建 议不作重点要求） 10、综述抗衰落技术（信道编码配合交织、分集、扩频、OFDM、MIMO） Chapter4宽带和方向性信道的特性（6） 1、信道时延色散的成因 2、对窄带信号和宽带信号的影响 3、功率时延谱，平均时延rms值，最大时延计算（重点） 4、时延扩展，频率相关函数，信道的相干带宽，平坦衰落与频率选择性衰落，之间的关系 （结合具体信道模型）（重点） 5、多普勒扩展，时间相关函数，信道的相干时间，慢衰落与快选择性衰落，之间的关系 Chapter5信道模型（7） 1、信道建模方法（建议不作重点要求） 2、窄带Okumura及Okumura-Hata的计算（建议不作重点要求） 3、宽带COST 207 模型的建模方法（将信道模型放到Chapter4中，结合） Chapter6数字调制解调（10，11，12） 这章的重点是各种调制的带宽、在AWGN和Rayleigh信道中的误比特性能、不同相干检测与非相干检测的优缺点分析，最好与信道、分集、信道编码等章节联合出题。 1、数字发射机，数字接收机和模拟传输通道的无线链路框图及各框图的功能 2、用于调制方法分析的数字链路简化模型 3、选择调制方式时应遵循的准则 4、矩形基带脉冲、奈奎斯特脉冲及升余弦滚降脉冲的时域、频域描述图形，线性调制的基 带功率密度谱和频带功率谱的关系 5、BPSK星座，矩形基带脉冲及升余弦滚降脉冲成形的带宽，功率密度谱，频带利用率 （90%） 6、QPSK星座，矩形基带脉冲及升余弦滚降脉冲成形的带宽，功率密度频谱，频带利用率 （90%） 7、OQPSK，π/4-DQPSK的星座，与QPSK调制方法的异同，与QPSK性能相比的优劣 8、正交FSK、MSK调制，GMSK及其关系，MSK和GMSK调制实现方法，功率密度频 谱，频带利用率（90%）。 9、信号的相干接收，匹配滤波器接收

无线数据传输系统毕业设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究

基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究

基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究 目录 1绪论 (1) 1.1 研究内容及背景意义 (1) 1.2 本论文所做的主要工作 (2) 2 OFDM系统简介 (3) 2.1 单载波通信与多载波通信 (3) 2.2 OFDM基本原理 (5) 2.3 OFDM的优缺点 (6) 2.4 OFDM系统的关键技术 (7) 3 OFDM信道估计及其性能仿真 (9) 3.1 信道估计概述 (9) 3.2 信道估计的目的 (10) 3.3 OFDM信道特性 (10) 3.4 信道估计方法 (13) 3.4.1 插入导频法信道估计 (13) 3.4.2 最小平方(LS)算法 (14) 3.4.3 最小均方误差估计(MMSE) (16) 3.4.4 线性最小均方误差(LMMSE)算法 (18) 3.4.5 基于DFT变换的信道估计 (19) 3.5性能比较与分析 (20)

4改进的DFT算法及其性能仿真 (23) 4.1 算法简介 (23) 4.2 性能仿真 (24) 5 结论与展望 (30) 参考文献 (31) 答谢 (32)

1 绪论 1.1 研究内容及背景意义 近30年来，移动通信领域经历了从模拟到数字，窄带到宽带，低数据传输速率到高数据传输速率的演变。第一代(1G:AMPS、TACS)和第二代(2G:GSM、IS-95CDMA)移动通信只能提供语音业务或部分低数据业务，为了实现个人通信，移动互联网，高清视频点播等超宽带，高数据传输速率业务，人们相继提出第三代(3G:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)和第四代(4G：LTE TDD、LTE FDD)移动通信，而其中的关键技术之一——正交频分复用(OFDM)成为研究热点。 OFDM技术的提出可以追溯到上世纪60年代，但由于当时大规模集成电路的限制，OFDM并未得到重视。直到1982年，Weinstei和Ebert提出基于离散傅里叶变换(DFT)的OFDM基带调制，才使得人们开始重视这一技术。1990年，Peled和Ruiz提出的循环前缀(Cyclic Prefix,CP)，解决了信道正交性问题。加之高速DSP技术，自适应技术，软件无线电技术的日益成熟，如何将OFDM技术应用到无线通信系统，成为人们亟待解决的问题。 经过多年的发展，OFDM技术已成功应用到数字音频广播(DAB),数字视频广播(DVB)，高清电视(HDTV)，视频点播(VOD)，无线局域网(WLAN)等通信领域。例如1999年到2002年期间，清华大学成功研发出DMB-T数字电视传输系统；欧共体研发的数字视频地面广播 (DVB-T)[1]。 在移动通信中，无线信道往往受到高层建筑物，河流，森林，山脉等的影响而呈现多径特性。为了更好地适应信道传输，发送端通常采用调制技术；

简易无线通信系统[详细]

简易无线通信系统(T-1题) 一、任务: 设计并制作一个简易无线通信系统. 二、要求: 1、基本要求: (1)发射频率在1～40米Hz 任选,调制方式A米/F米任选; (2)自制正弦波信号源,峰峰值1V ,频率400～600Hz可调; (3)输出功率小于20米W(在标准50Ω假负载上); (4)接收距离不小于5米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); 2、发挥部分: (1) 接收机能显示接收输出信号的频率; (2) 发射端可控制接收机输出直流电压变化(1～3V)及显示该电压值; (3) 增大接收距离大于10米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); (4) 其他的创新和发挥. 三、评分标准: 项目满分 基本要求 100 设计与总结报告:方案比较、设计与论证、理论分析与计 算、电路图及有关设计文件、测试方法与仪器、测试数据 与测试结果的分析. 50 实际制作完成情况50 发挥部分 50 完成第(1)项15 完成第(2)项15 完成第(3)项15 完成第(4)项 5 总分50 无线LED控制器的制作(T-2题)

一、 任务 设计并制作一个采用无线控制方式(红外、超声波、射频等任一种)来实现控制8路LED 灯的无线控制器,系统如下图所示: 要求 (一)基本要求 (1)可实现无线控制八路LED 灯(键盘控制任意一路LED 灯的亮、灭、左循环、 右循环); (2)使该控制器具备密码保护功能,当输入正确的密码后方能对键盘进行控制,反 之控制器发出报警; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在5米内均可接收. (二)发挥部分 (1)可实现LED 灯的分级亮度控制; (2)可实现测量无线LED 控制器的电源电压V,当V 下降到(7/8)V 时, 8路LED 有7个亮、满格电压V 时8路LED 全亮; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在1米内、5米内、10米内 三档可设置,且每档设计控制距离的实际测量不能超出所要求的距离; (4)有其他的创新和发挥. 三、评分标准

基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真_毕业设计

基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 基于51单片机的乒乓游戏机设计附Proteus仿真 目录 1 绪论 (1) 1.1 本设计的研究背景和研究目的 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本设计的任务和设计方法 (2) 1.3.1 设计任务 (2) 1.3.2 设计方法 (2) 2 乒乓游戏机设计方案 (3) 2.1 基于单片机的乒乓游戏机设计 (3) 2.1.1 硬件设计 (3) 2.1.2 软件设计 (4) 2.2 基于FPGA的乒乓游戏机设计 (4) 2.3 方案比较与选择 (5) 3硬件电路的设计 (6) 3.1 硬件核心电路选择 (6) 3.1.1 单片机STC89C51简介 (6) 3.1.2 单片机端口分配 (7) 3.2 电源电路的设计 (8) 3.3 时钟电路的设计 (9) 3.4 复位电路的设计 (10) 3.5 按键电路的设计 (10) 3.6 模拟球台电路的设计 (12) 3.6.1 译码器简介 (12) 3.6.2发光二极管简介 (14) 3.6.3 模拟球拍电路的设计 (15) 3.7 显示电路的设计 (15) 3.7.1 LCD1602简介 (15) 3.7.2 显示电路的设计 (16)

3.8 乒乓游戏机总电路的设计 (17) 4 乒乓游戏机的软件设计及编程 (18) 4.1 主程序的设计及功能实现 (19) 4.2 按键组的设计及功能实现 (20) 4.2.1 球拍模拟子程序 (20) 4.2.2 暂停/开始子程序 (20) 4.3 发球程序的设计及功能实现 (21) 4.4 线路程序的设计及功能实现 (21) 4.4.1 线路选择子程序 (21) 4.4.2 LED点阵子程序 (22) 4.5 回球程序的设计及功能实现 (22) 4.6 LCD显示程序设计及功能实现 (23) 4.7 设计源程序 (24) 5 系统调试及分析 (24) 5.1 仿真调试及分析 (24) 5.1.1 Proteus软件简介 (24) 5.1.2 Keil uVision4软件简介 (25) 5.1.3 仿真调试 (25) 5.1.4 仿真调试的结果分析 (28) 5.2 实物调试及分析 (28) 5.2.1 制作实物的过程 (28) 5.2.2 进行实物调试 (28) 5.2.3 实物调试的结果分析 (31) 6 结论与展望 (32) 谢辞（Acknowledge） (33) 参考文献 (34) 附录1：程序 (36) 附录2：元件清单 (51)

无线数据传输系统设计大学毕设论文

无线数据传输系统设计 无线数据传输系统设计 作者：xxx 摘要：介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。 一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。 关键字：无线数据传输，A T89C51单片机，模/数转换器，ADC采样，采集，信号 【Abstract】: Introduction of wireless data transmission system components, AT89C51 Serial port works and wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation. Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical signals by analog / digital converter ADC sampling, quantization, encoding, in order to digital signals into data memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master control station equipment. 【Key words】: Wireless data transmission，AT89C51 Microcontroller，A / D converter，ADC sampling，Collection，Signal

信道估计

寒假信道估计技术相关内容总结 目录 第一章无线信道 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 信号传播方式 (3) 1.3 移动无线信道的衰落特性 (3) 1.4 多径衰落信道的物理特性 (5) 1.5 无线信道的数学模型 (7) 1.6 本章小结 (7) 第二章MIMO-OFDM系统 (8) 2.1 MIMO无线通信技术 (8) 2.1.1 MIMO系统模型 (9) 2.1.2 MIMO系统优缺点 (11) 2.2 OFDM技术 (12) 2.2.1 OFDM系统模型 (12) 2.2.2 OFDM系统的优缺点 (14) 2.3 MIMO-OFDM技术 (16) 2.3.1 MIMO、OFDM系统组合的必要性 (16) 2.3.1 MIMO-OFDM系统模型 (16) 2.4 本章小结 (17) 第三章MIMO信道估计技术 (18) 3.1 MIMO信道技术概述 (18) 3.2 MIMO系统的信号模型 (19) 3.3 信道估计原理 (21) 3.3.1 最小二乘（LS）信道估计算法 (21) 3.3.2 最大似然（ML）估计算法 (23) 3.3.3 最小均方误差（MMSE）信道估计算法 (24) 3.3.4 最大后验概率（MAP）信道估计算法 (25) 3.3.5 导频辅助信道估计算法 (26) 3.3.6 信道估计算法的性能比较 (26) 3.4 基于训练序列的信道估计 (28) 3.5 基于导频的信道估计 (28) 3.5.1 导频信号的选择 (29) 3.5.2 信道估计算法 (31) 3.5.3 插值算法 (31) 3.5.3.1 线性插值 (31) 3.5.3.2 高斯插值 (32) 3.5.3.3 样条插值 (33) 3.5.3.4 DFT算法 (33) 3.5.4 IFFT/FFT低通滤波 (33) 3.6 盲的和半盲的信道估计 (34)

无线通信习题

无线通信习题： 董旭所出的题目： （1） 加性高斯噪声信道中，DPSK 接收机的误比特率计算公式是（B ） A. 12erfc B. 0 1 exp()2b E N - C. 1(12- D. 012(1) γ+ (2) 考虑邻近信道干扰的影响，发送谱是无线系统中选择何种调制方法的重要准则。发送谱主要取决于三个因素：脉冲成形、其他滤波、非线性存在。 （3）一使用调频的FDMA 系统可接纳分配给某一特定蜂窝的100个移动用户。话音信号的 最大频率W 是3.4KHZ 。利用Carson 定理，确定如下频偏下该系统的上、下行链路带宽： （a ） D=1 (b) D=2 (c) D=3 解：我们已知的Carson 定理为： 1 2(1)T B f D =?+ (a) 当D=1时 f ?=W=3.4KHZ 故： 12(1)T B f D =?+ =2?3.4KHZ ?（1+11 ） =13.6KHZ 系统的上下行链路带宽B=100?T B =1360KHZ (b) 同理 当D=2时 12(1)T B f D =?+ =2?3.4KHZ ?（1+12 ） =10.2KHZ B= 100?T B =1020KHZ （c ）当D=3时 12(1)T B f D =?+ =2?3.4KHZ ?（1+13 ） =9.07KHZ

B=907KHZ 答：略。 B= 100 T 孟婧出的题目： 问题：1写出下列字符所代表的含义 （1）quadrature demodulation （2）undersampling （3）liner predictive coding （4）forward error correction （5）finite-state machine (2) 如果输入序列为（10011），求该序列的卷积编码序列。 答案1 (1)正交解调器 （2）欠取样 （3）线性预测编码 (4)正向纠错码 (5)有限状态机 2（见课本147页例题） 张洋洋出的题目： 一、选择题 1、卷积编码器具有以下（）形式。 A. 非递归非系统的 B. 递归系统的 C.非递归系统的 D. 递归非系统的 2、turbo码有一个差错平底，开始时BER下降很快，但最终达到平衡并以很低的速率缓慢

PCB仿真设计毕业论文

PCB仿真设计毕业论文 【摘要】 随着微电子技术和计算机技术的不断发展，信号完整性分析的应用已经成为解决高速系统设计的唯一有效途径。借助功能强大的Cadence公司SpecctraQuest 仿真软件，利用IBIS模型，对高速信号线进行布局布线前信号完整性仿真分析是一种简单可行行的分析方法，可以发现信号完整性问题，根据仿真结果在信号完整性相关问题上做出优化的设计，从而缩短设计周期。 本文概要地介绍了信号完整性(SI)的相关问题，基于信号完整性分析的PCB 设计方法，传输线基本理论，详尽的阐述了影响信号完整性的两大重要因素—反射和串扰的相关理论并提出了减小反射和串扰得有效办法。讨论了基于SpecctraQucst的仿真模型的建立并对仿真结果进行了分析。研究结果表明在高速电路设计中采用基于信号完整性的仿真设计是可行的, 也是必要的。 【关键字】 高速PCB、信号完整性、传输线、反射、串扰、仿真

Abstract With the development of micro-electronics technology and computer technology，application of signal integrity analysis is the only way to solve high-speed system design. By dint of SpecctraQuest which is a powerful simulation software, it’s a simple and doable analytical method to make use of IBIS model to analyze signal integrity on high-speed signal lines before component placement and routing. This method can find out signal integrity problem and make optimization design on interrelated problem of signal integrity. Then the design period is shortened. In this paper，interrelated problem of signal integrity, PCB design based on signal integrity, transmission lines basal principle are introduced summarily．The interrelated problem of reflection and crosstalk which are the two important factors that influence signal integrity is expounded. It gives effective methods to reduce reflection and crosstalk. The establishment of emulational model based on SpecctraQucst is discussed and the result of simulation is analysed. The researchful fruit indicates it’s doable and necessary to adopt emulational design based on signal integrity in high-speed electrocircuit design. Key Words High-speed PCB、Signal integrity、Transmission lines、reflect、crosstalk、simulation

单片机无线传输系统设计(89C51)

毕业论文（设计） 题目：单片机无线传输系统设计完成人： 班级：11 学制： 专业： 指导教师： 完成日期：

目录 摘要 (1) 引言 (1) 1总体设计 (2) 1.1设计技术背景 (2) 1.1.1 AT89S51单片机简介 (2) 1.1.2 AT89S51主要功能特点 (2) 1.2单片机无线数据传输原理 (3) 1.2.1 单片机无线数据传输原理概述 (3) 1.2.2 无线数据传输常用编码方式 (3) 1.2.3 无线数据传输解码 (5) 1.2.4 无线数据传输调制和解调 (6) 2无线数据收发模块 (7)

2.1无线收发模块nRF905简介 (7) 2.2 nRF905无线模块特点 (7) 2.3 工作模式及芯片结构 (7) 3系统软硬件设计 (8) 3.1 硬件设计 (8) 3.1.1 概述 (8) 3.1.2 电路原理 (9) 3.1.3 SPI接口配置 (9) 3.2 软件设计 (12) 3.2.1 概述 (12) 3.2.2 发射程序 (13) 3.2.3 接收程序 (17) 4结束语 (21) 参考文献 (22) Abstract (23)

单片机无线传输系统设计 作者： 指导教师： 摘要：当今社会发展迅速,人们迫切的期望能随时随地、不受时空限制地进行信息交互。当今的各种智能化控制系统也离不开数据信息的传输。其中，无线数据传输是区别于传统的有线传输的新型传输方式，系统不需要传输线缆、成本低廉、施工简单。现在，有很多的电器产品(如一些家用电器)的操作控制也都采用了无线数据传输方式，一些无线数据传输功能相对简单的电器产品，无线数据传输信号的接收识别往往采用与编码调制芯片配套的译码芯片。而无线数据传输功能比较复杂的一些电器产品，无线数据传输信号的识别与译码多采用单片机，其编码调制方法也有多种。本文介绍一种基于AT89S51单片机以及无线收发模块nRF905的无线数据传输方案，以及用单片机对其进行识别的程序设计方法，以供参考。 关键词：AT89S51单片机，nRF905模块，无线数据传输； 引言 当今的各种智能化控制系统,比如智能化小区部的无线抄表系统、门禁系统、防盗报警系统和安全防火系统等,工业数据采集系统,水文气象控制系统,机器人控制系统、数字图像传输系统等等,都离不开数据信息的传输。可以说,数据信息传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分。[1]在有线数据传输方式当中,数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。在一些单片机监测系统中,数据采集装置是安装在环境条件恶劣的现场或野外。采集到的数据通信传输到手持终端, 然后通过手持终端送到后台机(PC机) 进行数据分析、处理。这样,数据采集装置与手持终端之间的数据传输需解决通信问题。若采用有线数据传输方式显然是不合适的。相比于传统的有线数据传输方式,无线数据传输方式可以不考虑传输线缆的安装问题,从而节省大量电线电缆,并且降低施工难度和系统成本,是一个很有发展潜力的研究课题。无线数据传输因其传输距离远和受障碍影响小而得到广泛应用，随着各种专用无线数据传输集成电路和无线数据传输发射和接收专用集成电路的不断涌现，使许多复杂的无线数据传输系统的设计变得愈来愈简单，而且工作稳定性可靠。本文介绍利用单片机以及发射/接收