MATLAB 无线通信系统设计
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本课程为期两天,展示如何使用 MATLAB®设计和仿真单载波和多载波数字通信系统。介绍多天线和 turbo 编码通信系统,并对不同的信道损伤及其模型进行论证。课程中使用 LTE 和 IEEE 802.11 系统的组件为例子。讲师将使用实时硬件(RTL-SDR 和 USRP®)演示一个无线电在环的系统。
本课程主要面向需要快速加强现代通信技术与无线电在环工作流程的系统工程师和射频工程师。
本课程主要面向需要快速加强现代通信技术与无线电在环工作流程的系统工程师和射频工程师。
第1天 (共2天)
无噪声信道的通信
目标: 理想单载波通信系统建模,System object 介绍。
- 采样定理和混叠
- 使用复基带和实通带仿真
- 创建随机比特流
- 发现 System object 及其益处
- 使用 QPSK 调制比特流
- 对发送信号应用脉冲整形
- 使用眼图和频谱分析
- 无噪声信道的 QPSK 接收机建模
- 误比特率计算
噪声信道,信道编码和误码率
目标: AWGN 信道建模。使用卷积、LDPC 和 turbo 码来降低误比特率。使用 DVB-S.2 和 LTE 系统纠错码作为示例。使用多核加速仿真。
- AWGN 信道建模
- 信道编码和解码:卷积、LDPC 和 turbo 码
- 使用网格图和维特比译码算法进行解码
- 使用 Parallel Computing Toolbox 加速蒙特卡罗仿真
- 替代加速方法的讨论:GPU,MATLAB Distributed Computing Server™,云中心
定时和频率误差及多径信道
目标: 建模频率偏移、定时抖动误差以及使用频率和定时同步技术的改善。建模平坦衰落、多径信道和使用均衡器的改善。
- 相位偏移和定时偏移建模
- 使用 PLL 减小频率偏移量
- 使用 Gardner 定时同步减少定时抖动
- 建模平坦衰落信道
- 使用训练序列进行信道估计
- 建模频率选择性衰落信道
- 时不变信道 Viterbi 均衡器使用和时变信道 LMS 线性均衡器使用
- 基于 RTL-SDR 的单载波广播实时解调演示
第2天 (共2天)
多径信道的多载波通信系统
目标: 理解对频率选择性信道采用多载波通信系统的动因。建模带有循环前缀和窗的 OFDM 收发机。使用 IEEE 802.11ac 和 LTE 的系统参数值。
- 多载波通信的动因
- OFDM 介绍
- 使用 IFFT 生成 OFDM 符号
- 使用循环前缀抑制块间干扰
- 使用窗减少带外发射
- OFDM 优势和劣势
- OFDM 定时和频率复原法
- 使用导频符号进行信道估计
- 频域均衡
使用多天线以提高稳定性和容量增益
目标: 理解各种多天线通信系统。建模波束成形、分集和空间复用系统。构建宽带通信的 MIMO-OFDM 系统。探讨 IEEE 802.11ac 和 LTE 的 MIMO 模式。
- 多天线系统的优势和类型
- 发送和接收波束形成
- 接收分集技术
- 使用正交空时分组码的发送分集
- 窄带 MIMO 信道模型
- MIMO 信道估计
- 使用 ZF 和 MMSE 均衡的空间复用
- 使用 MIMO-OFDM 系统的宽带通信
创建无线电在环系统
目标: 理解无线电在环开发流程。使用 RTL-SDR 和 USRP 作为无线电在环开发平台。
- 无线电在环开发流程概述
- MathWorks 支持的通信系统硬件(RTL-SDR、ADALM-PLUTO、USRP、基于 Zynq® 的无线电)
- 硬件选择对比(优势劣势表)
- 不同 RTL 发送和接收模式(单突发、环状、流式)
- 使用 USRP 创建端到端的单天线多载波通信系统
- 使用 USRP 演示 2x2 OFDM-MIMO 空口系统