MIMO-OFDM通信系统学习笔记（一）

【笔记一：单载波传输与多载波传输】

MIMO-OFDM技术是3G-LTE，WiMAX通信系 统，以及WLan比如IEEE802.11a，IEEE802.11n等标准的关键技术，作为一枚通信狗，这些应该是必须掌握的知识。然而表示本科的通信 课程又枯燥无聊又脱离实际系统，上课的时候，老师总是罗列一大堆专业术语，什么都讲，但前后联系以及细节处理是很难讲清楚的，再加上本身我自己作为大学渣 经常翘课，所以通信基础显然是不怎么牢靠的，整好最近boss在给本科生上一门相关的课程，让我帮忙写一些上课演示的小程序，趁着这个机会，补一补通信基 础也还蛮好的，就把最近断断续续的学习笔记贴在这儿了。

一.单载波传输

上图为典型的单载波传输通信系统。考虑带宽为\(W\)的信道\(h(t)\),通过发射机和发射滤波器\(g_Tx(t)\)，对传输符号
\({a_n}\)进行脉冲成型，信号被接收后，分别通过接收机端的接收滤波器、均衡器和检测器进行处理。令\(g_{Tx}(t)\)、
\(g_{Rx}(t)\)、\(h^{-1}(t)\)分别表示发射滤波器的脉冲响应、接收滤波器的脉冲响应和均衡器的脉冲响应。则均衡器的输出可以表
示为：\[y(t)=\sum_{m=-\infty}^{\infty}a_mg(t-mT)+z(t)\]
其中,\(z(t)\)为加性噪声，\(g(t)\)为系统的总体脉冲响应:\[g(t)=g_{Tx}(t)*h(t)*g_{Rx}(t)*h^{-1}(t)\]

为了支持每秒传输\(R_s\)个符号的速率，所需的最小传输带宽为奈奎斯特带宽，即\(\frac{R_s}{2}\)。意味着在单载波传输系统中，需
要更大的传输带宽来支持更高的数据速率。假设均衡器能够完美补偿信道的影响，然后信号带宽随着符号速率的增大而增大，当信号带宽大宇无线信道的相干带宽
时，链路会受到多径衰落的影响，引起ISI，总的来说，利用自适应均衡器，可以处理由时变多径衰落信道引起的ISI，此外，随着数据速率增大，均衡器的复
杂度增加。
二.多载波传输
为克服宽带信道频率选择性对单载波传输的影响，可以使用多载波实现高数据速率传输。
下图为OFDM系统的发射机和接收机框图：