基于MIMO技術(shù)的非實時試驗平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、邁入3G時代之后，無線通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的話音服務(wù)傳輸擴大到實時圖像、音樂、視頻流等多媒體傳輸服務(wù)，并且包括了網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等應(yīng)用，系統(tǒng)對信息的高速可靠傳輸提出了更高的要求，如何利用相對貧乏的無線頻譜資源，使之能夠提供更高質(zhì)量、更高速率的通信服務(wù)成為亟待解決的問題。采用多部天線發(fā)射/接收技術(shù)的MIMO系統(tǒng)能夠在可用帶寬不變的情況下減輕多徑衰落、消除共道干擾和減少發(fā)射功率，因此受到各種研究組織和標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會廣泛的關(guān)注，并已

2、成為利用空間分集以提高頻率利用率的必然趨勢。隨著MIMO-OFDM技術(shù)成為新一代通信核心技術(shù)的趨勢和WiFi、WiMax等標(biāo)準(zhǔn)對MIMO技術(shù)的支持，具有驗證功能的MIMO系統(tǒng)平臺的搭建迫在眉睫。 在今天，國內(nèi)外多所研究機構(gòu)和組織都在進(jìn)行MIMO平臺的驗證和開發(fā)，相關(guān)的文章也頻繁見諸報端，但怎樣處理MIMIO平臺的軟硬件接口卻遲遲沒有定論。純粹的軟件實現(xiàn)MIMO驗證系統(tǒng)開發(fā)難度低，實現(xiàn)相對簡單，但不具備真實的無線通信傳輸信道；純粹

3、的硬件實現(xiàn)平臺接近于工業(yè)化應(yīng)用，但是靈活性低、算法修改困難。尤其不可取的是，研究人員將大量的時間花費在開發(fā)上，這必然會縮短他們對前沿算法的理論研究時間，甚至?xí)兄鞔蔚怪玫慕Y(jié)果出現(xiàn)。 軟硬件接口的劃分問題屬于軟件無線電的研究范疇。軟件無線電被定義為：“構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺，將各種功能盡可能用軟件完成，并使數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換盡量靠近天線，以研制出具有靈活性和開放性的軟硬件平臺?！边@一概念打破了通信設(shè)備往往由純

4、硬件構(gòu)造的格局，大大改善了硬件系統(tǒng)帶來的兼容性差、研制困難等問題?；谲浖o線電完成的平臺可以通過僅僅升級系統(tǒng)軟件、或者替換原有軟件模塊等步驟，就可使當(dāng)前設(shè)備適用于其他系統(tǒng)或下一代通信的應(yīng)用，大大延長了通信設(shè)備的使用壽命，并縮短了開發(fā)時間和費用。 本文提出了一種基于軟件無線電的低成本4X4多輸入多輸出（MIMO，Multiple Input Multiple Output）無線通信系統(tǒng)驗證平臺，主要研究在真實無線信道環(huán)境下多輸入

5、多輸出（MIMO）通信系統(tǒng)的實現(xiàn)問題。該平臺具有開放式、階段性、驗證性的特點，集數(shù)字基帶軟件實現(xiàn)、模擬前端電路和MIMO天線陣列于一體，實現(xiàn)"算法設(shè)計'性能驗證'系統(tǒng)實現(xiàn)"的全方位服務(wù)。開放式MIMO試驗平臺，可提供用來：學(xué)科建設(shè)，產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合，服務(wù)教育、科研、軍事、民用及工業(yè)界，平臺資源共享。用戶可通過有線或無線局域網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程登陸，進(jìn)行MIMO系統(tǒng)理論、基帶處理算法和關(guān)鍵技術(shù)的算法驗證以及系統(tǒng)級的性能分析。作為對平臺的說明和演示，文