一種mimo-ofdm的無線通信系統的製作方法
2023-05-27 17:57:36 1
專利名稱：一種mimo-ofdm的無線通信系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信系統領域，更具體的，涉及一種高效MIM0-0FDM的無線通信系統。
背景技術：
伴隨著無線數據通信與多媒體應用的不斷發展，無線傳輸系統對傳輸速率與QoS保證等方面的要求也相應地不斷提高。其中作為第四代移動通信中的關鍵技術，正交頻分復用(OFDM)和多入多出(MMO)在新型的物理層傳輸技術中正越來越受人們的重視。OFDM可以有效地對抗多徑時延擴展和消除碼間幹擾(ISI)，頻譜利用率接近Nyquist極限，滿足通信中需要物理層數據高速傳輸的要求，降低誤碼率。而且MMO能夠有效地利用或減輕多徑衰落，消除共道幹擾，能夠在不增加帶寬的條件下比SISO成倍地提升信息傳輸速率。因此在新一代的通信中實現一個具有OFDM和MIMO技術的高效MIM0-0FDM的無線通信系統很有必要。實現OFDM和MIMO技術的難點在於，設計一個合適的發射和檢測算法，保持各個子載波滿足頻率的正交性，避免頻率偏差造成子載波間幹擾(ICI)和較高的峰值平均功率比(PAPR)造成信號畸變。
發明內容為了克服現有技術的不足，本實用新型提出一種高效MMO-OFDM的無線通信系統，本實用新型具有高傳輸速率、高頻譜利用率、低信道衰落、低誤碼率、抗幹擾能力強等特點。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為:一種MMO-OFDM的無線通信系統，包括MCU、發射機和接收機，MCU控制發射機和接收機；所述發射機包括順次連接的第一基帶數據處理部分和射頻發射部分，所述第一基帶數據處理部分包括第一模塊和第二模塊；所述第一模塊的輸出端分別接第二模塊的輸入端和射頻發射部分的輸入端；所述第一模塊包括順次連接的擾碼器、信道編碼器、交織器、QAM映射器、導頻插入器、IFFT變換器以及加窗和前綴生成器；所述第二模塊為訓練序列生成器；所述射頻發射部分包括順次連接的AD轉換器、IQ調製器、增益控制器、高放器和發射器；所述接收機包括射頻接收部分和第二基帶數據處理部分，所述射頻接收部分包括順次連接的接收器、低噪放器、IQ解調器、DA轉換器和AFC時鐘恢復；AFC時鐘恢復的輸出端接IQ解調器另一輸入端；所述第二基帶數據處理部分包括順次連接的分組檢測器、載波同步器、符號同步器、CP去除器、FFT變換器、信道均衡器、採樣頻率同步器、剩餘相位跟蹤器、QAM解映射器、解交織器、信道解碼器和解擾碼器；其中載波同步器的輸出端還接剩餘相位跟蹤器的輸入端，信道均衡器還接QAM解映射器；[0010]所述DA轉換器的輸出端接分組檢測器的輸入端。採用第一基帶數據處理部分對輸入的數據進行處理，繼而通過射頻發射部分發送無線信號；射頻接收部分接收無線信號，並將該無線信號輸入到第二基帶數據處理部分進行處理。其中第一基帶數據處理部分的特點是發射端附加前導信號即長短訓練序列，運用加窗加前綴和多種編碼技術，使其有高傳輸效率、高頻譜利用率、低信道衰落、低誤碼率、抗幹擾能力強；第二基帶數據處理部分的特點是進行多種同步和補償確保接收到的子載波滿足正交性，以及解碼時糾正誤碼，極大地降低了誤碼率，增強了抗幹擾能力。更進一步的，所述發射器為發射天線。更進一步的，所述第一、二基帶數據處理部分在FPGA上進行。更進一步的，所述擾碼器包括順次連接的並串轉換器和加擾器，用於將輸入的並行物理層協議單元數據為串行數據，繼而形成串行輸出的擾碼；所述信道編碼器包括1/2碼率的卷積碼生成器、2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器，其中1/2碼率的卷積碼生成器的輸出端在MCU的控制下選擇連接到2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器的輸入端；所述交織器包括由寫地址生成器、模384計數器、第一雙口塊RAM組成的一級交織器和由讀寫地址生成器、模24計數器、第二雙口塊RAM組成的二級交織器，其中一級交織器中寫地址生成器和模384計數器為第一雙口塊RAM的寫讀地址輸入端，第一雙口塊RAM的輸出端連接著二級交織器的第二雙口塊RAM，二級交織器的第二雙口塊RAM的讀寫地址由模24計數器控制的讀寫地址生成器提供；所述QAM映射器為16QAM調製器；所述導頻插入器包括第一擾碼器、查找表、模64計數器和第三雙口塊RAM組成，其中第一擾碼器由MCU控制，其輸出端控制第三雙口塊RAM的數據輸入端，而第三雙口塊RAM的讀寫地址由模64計數器和查找表提供；所述訓練序列生成器包括基於IEEE802.11標準的短訓練序列生成器和長訓練序列生成器，其中短訓練序列生成器的輸出端和長訓練序列生成器的輸出端由MCU控制輸出。更進一步的，所述分組檢測器包括緩存模塊、主控制模塊、延遲相關能量計算模塊、相關窗口能量計算模塊和幀搜索模塊，其中緩存模塊在主控制模塊的控制下連接著延遲相關能量計算模塊和相關窗口能量計算模塊的輸入端，且延遲相關能量計算模塊和相關窗口能量計算模塊的輸出端連接著幀搜索模塊的輸入端，幀搜索模塊提供反饋信號給主控制豐旲塊;所述載波同步器包括數據分流模塊、載波頻偏估計模塊、數據緩存模塊、載波頻偏補償模塊和數據聯合輸出模塊，其中數據分流模塊的三個輸出端分別接載波頻偏估計模塊、數據緩存模塊和載波頻偏補償模塊的輸入端，載波頻偏估計模塊的輸出端連接著載波頻偏補償模塊的另一輸入端，且數據緩存模塊和載波頻偏補償模塊的輸出端連接著數據聯合輸出模塊的輸入端；所述符號同步器包括順次連接的量化模塊、匹配濾波模塊和符號輸出模塊；所述信道均衡器包括長訓練符號提取模塊、能量計算模塊、信道估算模塊、信道補償模塊，其中長訓練符號提取模塊的輸出端分別連接著能量計算模塊、信道估算模塊和信道補償模塊的輸入端，且信道估算模塊的輸出端連接著信道補償模塊的另一輸入端，能量計算模塊的能量輸出端連接到QAM解映射器的輸入端；所述採樣頻率同步器包括導頻提取模塊、數據緩存模塊、導頻相關模塊、頻偏估計模塊、頻偏補償模塊和順序調整模塊，其中導頻提取模塊、數據緩存模塊、頻偏補償模塊和順序調整模塊順次連接，所述導頻提取模塊的導頻輸出端接導頻相關模塊，導頻相關模塊的相關值輸出端接頻偏估計模塊，頻偏估計模塊的角度輸出端與導頻緩存的輸出端接頻偏補償模塊的輸入端；所述剩餘相位跟蹤器包括導頻提取模塊、數據緩存模塊、相位跟蹤補償因子計算模塊和剩餘相位補償模塊，其中導頻提取模塊、數據緩存模塊和剩餘相位補償模塊順次連接，所述導頻提取模塊還通過相位跟蹤補償因子計算模塊接剩餘相位補償模塊；所述QAM解映射器包括順次連接的判決閾值調整模塊、數據緩存模塊和16QAM解調模塊，其中信道均衡器的能量計算模塊的輸出端接判決閾值調整模塊的輸入端，信道均衡器的能量計算模塊的輸出端與剩餘相位跟蹤器的輸出端接16QAM解調模塊的輸入端；所述信道解碼器採用維特比解碼器，包括漢明距離計算模塊、ACS模塊、最小值選擇模塊、路徑存儲模塊、倖存RAM和路徑回溯模塊，其中漢明距離計算模塊、ACS模塊、最小值選擇模塊和路徑回溯模塊順次連接，ACS模塊的輸出端接路徑存儲模塊的輸入端，路徑存儲模塊接到倖存RAM，路徑存儲模塊接到路徑回溯模塊。與現有技術相比，本實用新型的具有以下有益效果:本實用新型的無線通信系統是基於802.11，利用OFDM、MM0、多種編解碼技術、同步和校正技術搭建而成；在發射機上添加前導信號即長短訓練序列，運用加窗加前綴和多種編碼技術；且在接收機上進行多種同步和補償確保接收到的子載波滿足正交性，以及解碼時糾正誤碼，極大地降低了誤碼率，增強了抗幹擾能力。具有高傳輸速率、高頻譜利用率、低信道衰落、低誤碼率、抗幹擾能力強等特點。
圖1為本實用新型的發射機的結構示意圖。圖2為本實用新型的接收機的結構示意圖。圖3為本實用新型的擾碼器的結構示意圖。圖4為本實用新型的信道編碼器的結構示意圖。圖5為本實用新型的交織器的結構示意圖。圖6為本實用新型的導頻插入器的結構示意圖。圖7為本實用新型的IFFT變換器的結構示意圖。圖8為本實用新型的訓練序列生成器的結構示意圖。圖9為本實用新型的分組檢測器的結構示意圖。圖10為本實用新型的載波同步器的結構示意圖。圖11為本實用新型的符號同步器的結構示意圖。圖12為本實用新型的信道均衡器的結構示意圖。圖13為本實用新型的採樣頻率同步器的結構示意圖。圖14為本實用新型的剩餘相位跟蹤器的結構示意圖。[0043]圖15為本實用新型的QAM解映射器的結構示意圖。圖16為本實用新型的維特比解碼器的結構示意圖。
具體實施例
以下結合附圖對本實用新型做進一步描述，但本實用新型的實施方式並不限於此。OFDM是基於IEEE802.11標準:子載波數量為52，導頻數量為4，OFDM符號長度為4us，保護間隔為800ns，子載波間隔為312.5kHz，信號帶寬為16.66MHz，信道間隔為20MHz。如圖1所示，發射機I包括順次連接的第一基帶數據處理部分和射頻發射部分，所述第一基帶數據處理部分包括第一模塊和第二模塊；所述第一模塊的輸出端分別接第二模塊的輸入端和射頻發射部分的輸入端；所述第一模塊包括順次連接的擾碼器3、信道編碼器4、交織器5、QAM映射器6、導頻插入器7、IFFT變換器8以及加窗和前綴生成器9 ;所述第二模塊為訓練序列生成器10 ；所述射頻發射部分包括順次連接的AD轉換器11、IQ調製器12、增益控制器、高放器和發射器；如圖2所示，所述接收機包括射頻接收部分和第二基帶數據處理部分，所述射頻接收部分包括順次連接的接收器、低噪放器、IQ解調器13、DA轉換器14和AFC時鐘恢復；AFC時鐘恢復的輸出端接IQ解調器13另一輸入端；所述第二基帶數據處理部分包括順次連接的分組檢測器15、載波同步器16、符號同步器17、CP去除器18、FFT變換器19、信道均衡器20、採樣頻率同步器21、剩餘相位跟蹤器22、QAM解映射器23、解交織器24、信道解碼器25和解擾碼器26 ;其中載波同步器16的輸出端還接剩餘相位跟蹤器22的輸入端，信道均衡器20還接QAM解映射器23 ；所述DA轉換器14的輸出端接分組檢測器15的輸入端。本實例中，發射機的操作如下:(101)擾碼器3:包括順次連接的並串轉換器111和加擾器112，如圖3所示；首先，並串轉換器111控制輸入的並行物理層數據轉換成串行數據，其特點是LSB在前，MSB在後。接著，加擾器112加擾數據生成頻率為60MHz的擾碼數據。使其具有具有近似白噪聲的統計特性。(102)信道編碼器4:包括1/2碼率的卷積碼生成器121、2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器，其中1/2碼率的卷積碼生成器121的輸出端在MCU的控制下選擇連接到2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器的輸入端，如圖4所示；(103)交織器5:包括由寫地址生成器、模384計數器、第一雙口塊RAM組成的一級交織器131和由讀寫地址生成器、模24計數器、第二雙口塊RAM組成的二級交織器132，其中一級交織器131中寫地址生成器和模384計數器為第一雙口塊RAM的寫讀地址輸入端，第一雙口塊RAM的輸出端連接著二級交織器132的第二雙口塊RAM，二級交織器132的第二雙口塊RAM的讀寫地址由模24計數器控制的讀寫地址生成器提供，如圖5所示。一級交織器131使用標準塊交織，計數器的結果作為第一雙口塊RAM的讀地址；第一雙口塊RAM的深度為交織深度的2倍，以此實現流水線操作。一級交織器131的特點是寫地址亂序、讀地址順序。二級交織器132，交織方法是將24比特為一單元，前12個順序不變，後12個每相鄰兩位交換位置，其中，第二雙口塊RAM的讀寫地址的產生由兩個模24計數器分別提供。(104) QAM映射器6 =QAM映射器6為16QAM調製器，(105)導頻插入器7:包括第一擾碼器141、查找表142、模64計數器143和第三雙口塊RAM144組成，其中第一擾碼器141由MCU控制，其輸出端控制第三雙口塊RAM144的數據輸入端，而第三雙口塊RAM144的讀寫地址由模64計數器143和查找表142提供，如圖6所示；導頻插入器7是由輸入數據標號通過查找表142得到相應第三雙口塊RAM的寫地址，接著按照模64計數器提供的順序地址讀出。首先，在特定的第一擾碼器141，該第一擾碼器141控制四路導頻的極性。接著，由映射得到的IQ兩路數據，每路四十八組數據，每組數據8位位寬，頻率為20MHz。在查找表142和模64計數器143控制下4路導頻信號IQ兩路對應到IFFT64個輸入埠的43、57、7、21，而映射後的48路I/Q數據對應到IFFT64個輸入埠的38到63及I到26，其餘IFFT輸入埠置O。(106) IFFT變換器8:，如圖7所示，插入導頻的載波與零載波構成64路子載波，在IFFT變換器8中進行變換。本實用新型提高了 IFFT變換的速率。首先，先將輸入的數據的頻率調高為60MHz。接著，在IFFT變換器實現輸入數據的Radix-4的IFFT變換。最後，按照20MHz的時鐘讀出變換後的數據。(107)加窗和前綴生成器9:首先，控制兩個深度為64的RAM的寫入和讀出，其中存放IFFT變換器8輸出的數據。前一幀數據從第一個RAM輸出時，後一幀數據就可存入第二個深度為64的RAM，實現流水線操作。對IFFT變換器輸出的數據加前綴，形成了一個OFDM符號，其形成方式為:將64路輸入的IFFT數據的前48個數據存入其中一個RAM，從第49個數據開始，一方面存入這個RAM，一方面直接輸出。到第64個數據輸入這個RAM完畢，從這個RAM中順序讀出64個數據。特點是具有抗符號幹擾和信道幹擾的作用。最後，對OFDM符號進行加窗，即將最後一個數據右移一位，令符號周期邊緣的幅度值逐漸過渡到零，使OFDM在帶寬之外的功率譜密度下降得更快。(108)訓練序列生成器10:包括基於IEEE802.11標準的短訓練序列生成器161和長訓練序列生成器162，其中短訓練序列生成器161的輸出端和長訓練序列生成器162的輸出端由MCU控制輸出，如圖8所示。( 109)射頻發射部分:首先，DA轉換器11將經FPGA處理後的基帶數據轉換成模擬數據。接著，IQ調製器12將I/Q兩路數據加載到載波上。接著進行高放，最後經天線發射出去。MCU控制數據發送，控制先輸出短訓練序列符號，再輸出長訓練序列符號，再輸出多個OFDM符號。第一基帶數據處理部分將數據送入搭建發射機的射頻平臺發射。本實施例中，接收機的操作如下:(201)射頻接收部分:首先，將接收到的數據進行低噪放。接著，IQ解調器13將數據解調成I/Q兩路。接著，DA轉換器14將模擬數據轉換成數位訊號。最後，控制數位訊號進入基帶數據處理平臺。(202)在分組檢測器15:檢測突發傳輸方式的信道上是否有新的數據到達。首先，把數據送入緩存模塊211，將16組數據相當於一個短訓練符號進行緩存，分別緩存16級和48級。接著，延遲相關能量計算模塊213將緩存的數據與到來的數據逐個相乘進行相關計算、利用滑動窗口計算相關累加、利用幅值簡化求取絕對值。同時，相關窗口能量計算模塊214，將輸入數據進行相關，包括能量計算即相關、能量累加、數據緩存。最後在幀搜索模塊215，延遲相關能量計算的結果與相關窗口能量計算的結果相
除得到IiI11，若小於閾值T，則有效數據沒有到來，若有則輸出數據。如圖9所示。(203)載波同步器16:補償由於都卜勒頻移和收發晶振的不完全相同所造成的頻率偏差，確定子載波間的正交性。如圖10所示。本實例新型的載波同步採用了時域方式，不需計算兩個重複符號的DFT，從而節約了計算量，且因為它在前導時間內完成所有的同步只需很短時間，相比其它接收機有一定的優勢。首先，使用數據分流模塊221，將輸入的數據進行分流，其中5個短訓練符號送入到載波頻偏估計器，長訓練符號和OFDM數據符號送入載波頻偏補償器，所有的短訓練符號同時送入數據緩存器。接著，載波頻偏估模塊222計對數據進行延遲相關、相關結果累加、偏差估計得到頻偏的相位值。然後，在載波頻偏補償模塊224，則由這個相位值進行頻偏補償因子計算，結果乘以長訓練符號和OFDM數據符號進行補償。最後補償後的數據聯合緩存的短訓練數據輸出。(204)符號同步器17和CP去除器18:求得單個OFDM符號開始和結束的精確時間。首先，進行簡化，在量化模塊231對數據進行量化，即大於O的量化成1，小於O的量化成_1。接著，在匹配濾波器232進行濾波匹配。對量化後的數據進行相關及累加、對累加結果進行幅值簡化、尋找峰值。累加時採用上述簡化算法進行。最後，通過符號輸出模塊233去除CP和輸出符號。(205) FFT變換器19:操作與發射端相反。仍然採用高頻FFT變換的方法。(206)信道均衡器20:消除每個子載波信道所引入的幅度和相位影響。首先，數據經長訓練符號提取模塊241，得到兩個長訓練符號；接著，在信道估算模塊243進行信道估計；接著，採用能量計算模塊242進行能量計算，同時採用信道補償模塊244進行信道補償；最後輸出。(207)採樣頻率同步器21:進行採樣頻率同步，修正發收機晶振產生的兩者採樣間隔之間的偏差。(208)剩餘相位跟蹤器22:進行剩餘相位的跟蹤和補償，校正載波頻偏校正後數據殘餘偏差引起的相位偏移。(209 ) QAM 解映射器 23。(210)解交織器24用於對處理信息進行兩次解交織。[0094](211)信道解碼器25用於解卷積，首先，當2位並行的卷積編碼進行解碼器時，漢明距離計算模塊281根據輸入數據和當前狀態，計算出64組、每組2個的漢明距離值。接著，ACS模塊282設計兩個加法器計算路徑分支距離和前一時刻累計距離之和，再選擇累計距離和的較小值。接著，使用路徑存儲284存放ACS模塊產生的倖存路徑值。接著，進行最小值選擇，當解碼時間達到解碼深度時，對64條倖存路徑進行比較，選出一條最小的路徑。最後，進行路徑回溯，根據最小路徑的最後狀態和各個時刻對應的倖存路徑值，確定前一級的回溯點，直到全部L級回溯完畢，找回完整路徑和倖存值。倖存值序列就是解碼序列的反序序列。(212)解擾碼器26，採用解擾碼器26進行解擾。(213)完成上述處理，接收到的數據即還原成了 MAC層數據。以上所述的本實用新型的實施方式，並不構成對本實用新型保護範圍的限定。任何在本實用新型的精神原則之內所作出的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護範圍之內。
權利要求1.一種MIMO-OFDM的無線通信系統，包括MCU、發射機和接收機，MCU控制發射機和接收機；其特徵在於， 所述發射機包括順次連接的第一基帶數據處理部分和射頻發射部分，所述第一基帶數據處理部分包括第一模塊和第二模塊；所述第一模塊的輸出端分別接第二模塊的輸入端和射頻發射部分的輸入端； 所述第一模塊包括順次連接的擾碼器、信道編碼器、交織器、QAM映射器、導頻插入器、IFFT變換器以及加窗和前綴生成器；所述第二模塊為訓練序列生成器；所述射頻發射部分包括順次連接的AD轉換器、IQ調製器、增益控制器、高放器和發射器； 所述接收機包括射頻接收部分和第二基帶數據處理部分，所述射頻接收部分包括順次連接的接收器、低噪放器、IQ解調器、DA轉換器和AFC時鐘恢復；AFC時鐘恢復的輸出端接IQ解調器另一輸入端；所述第二基帶數據處理部分包括順次連接的分組檢測器、載波同步器、符號同步器、CP去除器、FFT變換器、信道均衡器、採樣頻率同步器、剩餘相位跟蹤器、QAM解映射器、解交織器、信道解碼器和解擾碼器；其中載波同步器的輸出端還接剩餘相位跟蹤器的輸入端，信道均衡器還接QAM解映射器； 所述DA轉換器的輸出端接分組檢測器的輸入端。
2.根據權利要求1所述的MIM0-0FDM的無線通信系統，其特徵在於，所述發射器為發射天線。
3.根據權利要求2所述的MIM0-0FDM的無線通信系統，其特徵在於，所述第一、二基帶數據處理部分在FPGA上進行。
4.根據權利要求1所述的MIM0-0FDM的無線通信系統，其特徵在於， 所述擾碼器包括順次連接的並串轉換器和加擾器； 所述信道編碼器包括1/2碼率的卷積碼生成器、2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器，其中1/2碼率的卷積碼生成器的輸出端在MCU的控制下選擇連接到2/3碼率卷積碼生成器、3/4碼率卷積碼生成器的輸入端； 所述交織器包括由寫地址生成器、模384計數器、第一雙口塊RAM組成的一級交織器和由讀寫地址生成器、模24計數器、第二雙口塊RAM組成的二級交織器，其中一級交織器中寫地址生成器和模384計數器為第一雙口塊RAM的寫讀地址輸入端，第一雙口塊RAM的輸出端連接著二級交織器的第二雙口塊RAM，二級交織器的第二雙口塊RAM的讀寫地址由模24計數器控制的讀寫地址生成器提供； 所述QAM映射器為16QAM調製器； 所述導頻插入器包括第一擾碼器、查找表、模64計數器和第三雙口塊RAM組成，其中第一擾碼器由MCU控制，其輸出端控制第三雙口塊RAM的數據輸入端，而第三雙口塊RAM的讀寫地址由模64計數器和查找表提供； 所述訓練序列生成器包括基於IEEE802.11標準的短訓練序列生成器和長訓練序列生成器，其中短訓練序列生成器的輸出端和長訓練序列生成器的輸出端由MCU控制輸出。
5.根據權利要求1所述的MIM0-0FDM的無線通信系統，其特徵在於， 所述分組檢測器包括緩存模塊、主控制模塊、延遲相關能量計算模塊、相關窗口能量計算模塊和幀搜索模塊，其中緩存模塊在主控制模塊的控制下連接著延遲相關能量計算模塊和相關窗口能量計算模塊的輸入端，且延遲相關能量計算模塊和相關窗口能量計算模塊的輸出端連接著幀搜索模塊的輸入端，幀搜索模塊提供反饋信號給主控制模塊； 所述載波同步器包括數據分流模塊、載波頻偏估計模塊、數據緩存模塊、載波頻偏補償模塊和數據聯合輸出模塊，其中數據分流模塊的三個輸出端分別接載波頻偏估計模塊、數據緩存模塊和載波頻偏補償模塊的輸入端，載波頻偏估計模塊的輸出端連接著載波頻偏補償模塊的另一輸入端，且數據緩存模塊和載波頻偏補償模塊的輸出端連接著數據聯合輸出模塊的輸入端； 所述符號同步器包括順次連接的量化模塊、匹配濾波模塊和符號輸出模塊； 所述信道均衡器包括長訓練符號提取模塊、能量計算模塊、信道估算模塊、信道補償模塊，其中長訓練符號提取模塊的輸出端分別連接著能量計算模塊、信道估算模塊和信道補償模塊的輸入端，且信道估算模塊的輸出端連接著信道補償模塊的另一輸入端，能量計算模塊的能量輸出端連接到QAM解映射器的輸入端； 所述採樣頻率同步器包括導頻提取模塊、數據緩存模塊、導頻相關模塊、頻偏估計模塊、頻偏補償模塊和順序調整模塊，其中導頻提取模塊、數據緩存模塊、頻偏補償模塊和順序調整模塊順次連接，所述導頻提取模塊的導頻輸出端接導頻相關模塊，導頻相關模塊的相關值輸出端接頻偏估計模塊，頻偏估計模塊的角度輸出端與導頻緩存的輸出端接頻偏補償模塊的輸入端； 所述剩餘相位跟蹤器包括導頻提取模塊、數據緩存模塊、相位跟蹤補償因子計算模塊和剩餘相位補償模塊，其中導頻提取模塊、數據緩存模塊和剩餘相位補償模塊順次連接，所述導頻提取模塊還通過相位跟蹤補償因子計算模塊接剩餘相位補償模塊； 所述QAM解映射器包括順次連接的判決閾值調整模塊、數據緩存模塊和16QAM解調模塊，其中信道均衡器的能量計算模塊的輸出端接判決閾值調整模塊的輸入端，信道均衡器的能量計算模塊的輸出端與剩餘相位跟蹤器的輸出端接16QAM解調模塊的輸入端； 所述信道解碼 器採用維特比解碼器，包括漢明距離計算模塊、ACS模塊、最小值選擇模塊、路徑存儲模塊、倖存RAM和路徑回溯模塊，其中漢明距離計算模塊、ACS模塊、最小值選擇模塊和路徑回溯模塊順次連接，ACS模塊的輸出端接路徑存儲模塊的輸入端，路徑存儲模塊接到倖存RAM，路徑存儲模塊接到路徑回溯模塊。
專利摘要本實用新型適用於通信系統領域，是一種高效MIMO-OFDM的無線通信系統，該系統FPGA及射頻平臺上搭建了多天線的發射機與接收機。發射機包括射頻發射和基帶數據處理FPGA，其中FPGA上包括各種編碼器、導頻插入器、IFFT變換器、訓練序列生成器等。接收機包括射頻接收和基帶數據處理FPGA，其中FPGA上包括各種同步與補償器、FFT變換器、各種解碼器等。本系統傳輸速率可達54Mbps以上，理論上可達216Mbps，為4G通信、無線區域網提供了一種高速率傳輸的方案。可顯著克服信道衰落，降低誤碼率。且基於可編程硬體，可移植性高、升級容易、體積小。
文檔編號H04L25/02GK203039714SQ20132006598
公開日2013年7月3日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者周冬躍, 周海然, 黃燦群, 葉翠嬋 申請人:廣東工業大學