[实用新型]一种MIMO-OFDM的无线通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信系统领域，更具体的，涉及一种高效MIMO-OFDM的无线通信系统。

背景技术

伴随着无线数据通信与多媒体应用的不断发展，无线传输系统对传输速率与QoS保证等方面的要求也相应地不断提高。其中作为第四代移动通信中的关键技术，正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）在新型的物理层传输技术中正越来越受人们的重视。OFDM可以有效地对抗多径时延扩展和消除码间干扰（ISI），频谱利用率接近Nyquist极限，满足通信中需要物理层数据高速传输的要求，降低误码率。而且MIMO能够有效地利用或减轻多径衰落，消除共道干扰，能够在不增加带宽的条件下比SISO成倍地提升信息传输速率。因此在新一代的通信中实现一个具有OFDM和MIMO技术的高效MIMO-OFDM的无线通信系统很有必要。

实现OFDM和MIMO技术的难点在于，设计一个合适的发射和检测算法，保持各个子载波满足频率的正交性，避免频率偏差造成子载波间干扰（ICI）和较高的峰值平均功率比（PAPR）造成信号畸变。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种高效MIMO-OFDM的无线通信系统，本实用新型具有高传输速率、高频谱利用率、低信道衰落、低误码率、抗干扰能力强等特点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种MIMO-OFDM的无线通信系统，包括MCU、发射机和接收机，MCU控制发射机和接收机； 

所述发射机包括顺次连接的第一基带数据处理部分和射频发射部分，所述第一基带数据处理部分包括第一模块和第二模块；所述第一模块的输出端分别接第二模块的输入端和射频发射部分的输入端；

所述第一模块包括顺次连接的扰码器、信道编码器、交织器、QAM映射器、导频插入器、IFFT变换器以及加窗和前缀生成器；所述第二模块为训练序列生成器；所述射频发射部分包括顺次连接的AD转换器、IQ调制器、增益控制器、高放器和发射器；

所述接收机包括射频接收部分和第二基带数据处理部分，所述射频接收部分包括顺次连接的接收器、低噪放器、IQ解调器、DA转换器和AFC时钟恢复；AFC时钟恢复的输出端接IQ解调器另一输入端；所述第二基带数据处理部分包括顺次连接的分组检测器、载波同步器、符号同步器、CP去除器、FFT变换器、信道均衡器、采样频率同步器、剩余相位跟踪器、QAM解映射器、解交织器、信道解码器和解扰码器；其中载波同步器的输出端还接剩余相位跟踪器的输入端，信道均衡器还接QAM解映射器；

所述DA转换器的输出端接分组检测器的输入端。

采用第一基带数据处理部分对输入的数据进行处理，继而通过射频发射部分发送无线信号；射频接收部分接收无线信号，并将该无线信号输入到第二基带数据处理部分进行处理。其中第一基带数据处理部分的特点是发射端附加前导信号即长短训练序列，运用加窗加前缀和多种编码技术，使其有高传输效率、高频谱利用率、低信道衰落、低误码率、抗干扰能力强；第二基带数据处理部分的特点是进行多种同步和补偿确保接收到的子载波满足正交性，以及解码时纠正误码，极大地降低了误码率，增强了抗干扰能力。

更进一步的，所述发射器为发射天线。

更进一步的，所述第一、二基带数据处理部分在FPGA上进行。

更进一步的，所述扰码器包括顺次连接的并串转换器和加扰器，用于将输入的并行物理层协议单元数据为串行数据，继而形成串行输出的扰码；

所述信道编码器包括1/2码率的卷积码生成器、2/3码率卷积码生成器、3/4码率卷积码生成器，其中1/2码率的卷积码生成器的输出端在MCU的控制下选择连接到2/3码率卷积码生成器、3/4码率卷积码生成器的输入端；

所述交织器包括由写地址生成器、模384计数器、第一双口块RAM组成的一级交织器和由读写地址生成器、模24计数器、第二双口块RAM组成的二级交织器，其中一级交织器中写地址生成器和模384计数器为第一双口块RAM的写读地址输入端，第一双口块RAM的输出端连接着二级交织器的第二双口块RAM，二级交织器的第二双口块RAM的读写地址由模24计数器控制的读写地址生成器提供；

所述QAM映射器为16QAM调制器；

所述导频插入器包括第一扰码器、查找表、模64计数器和第三双口块RAM组成，其中第一扰码器由MCU控制，其输出端控制第三双口块RAM的数据输入端，而第三双口块RAM的读写地址由模64计数器和查找表提供；