基于MIMO-OFDM的高频段Gbit/s通信系统设计和实现

doi:10.3969/j.issn.1000-0801.2014.06.015

摘要/Abstract

摘要：

目前6 GHz以下频段已经相当拥挤，低速移动环境下高速率无线通信的需求却日益增长。为了缓解上述问题，设计了基于MIMO-OFDM的高频段Gbit/s通信系统。简要描述了系统的基本结构，并介绍了同步、信道估计和多天线检测等物理层关键算法。在FPGA硬件平台上实现了所设计的高频段Gbit/s通信系统，并在室内环境下对系统的传输带宽、传输速率等参数进行测试。测试结果表明，搭建的硬件平台基本符合系统的设计要求。

关键词: 高频段, Gbit/s, MIMO

Abstract:

Spectrum bands below 6 GHz have been crowded currently,but demand for high speed wireless communication in low speed environment is growing.Research and development of high-frequency wireless communication system is an important way to alleviate this problem.System structure for high frequency broadband communication was proposed.Physical layer key algorithm such as synchronization,channel estimation and MIMO detection was described briefly.The high frequency broadband Gbit/s system based on MIMO-OFDM was implemented on FPGA based hardware platform.Bandwidth and data rate of the system was tested in indoor environment.Test result shows that performance of the system conforms to design requirements.

Key words: high frequency broadband, Gbit/s, multiple-input multiple-output

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图/表 10

表1

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表2

参考文献 16

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参数	数值
发射天线数	4
接收天线数	6
子载波总数	1 024
传输数据的子载波数	768
传输导频的子载波数	32
使用的子载波数	800
零频率附近未用子载波数	4
子载波间隔/kHz	120
带宽/MHz	96
IFFT/FFT周期/μs	8.333
循环前缀长度/μs	1.042（T_FFT/8）
符号长度/μs	9.375
帧长/ms	5
每个子载波的传输速率/（OFDM符号·s^-1）	106.7 k
调制方式（调制因子（MI））	16QAM（4）
编码速率	5/6
每OFDM符号携带的编码后比特数/bit	3 072
单天线通路编码后数据速率	上行：276.48 Mbit/s；下行：30.72 Mbit/s
4天线通路编码后数据速率	上行：1 105.92 Mbit/s；下行：122.88 Mbit/s
单天线通路有效数据传输速率	上行：230.4 Mbit/s；下行：25.6 Mbit/s
4天线通路有效数据传输速率	上行：921.6 Mbit/s；下行：102.4 Mbit/s

最大值/（Mbit·s^-1）	最小值/（Mbit·s^-1）	平均值/（Mbit·s^-1）
801.3	628.1	790.3

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