基于802.16d的MIMO-OFDM系统地研究.pdfVIP

包祥彬朱檠权 华南理工大学电子与信息学院，广州，510640 摘要本文在1EEE802，16d协议的基础上介绍了MIMO—OFDM系统的基本原理，给出了一种 后还介绍了空时格栅编码和空时分组编码以及这两种编码的优缺点。 关键词802．16d，M1MO—OFDM，信道估计，空时编码 1引言 对比较成熟并且最具有实用性的一介标准版本。IEEE802．16d是固定宽带无线接入的标准， IEEE Division 802．16中主要的物理层应用方式之一。OFDM(OrthogonalFrequencyMuldple- xlng)技术将频率选择性多径衰落转换为子载波上的平坦衰落，能够有效对抗多径衰落。而 M1MO(Multiple—Input 传输多路数据，在不增加系统带宽的情况下大大提高了频谱利用率。如果将OFDM和MIMO 两种技术相结合，那么就能够实现数据的高速传输，并保证数据的可靠性。MIMO—OFDM技 术将空间分集、频率分集以及时间分集有机地结合在一起，大大提高了无线通信中的信道容量 和传输速率，并能有效的抵抗衰落、抑制干扰和噪声。因此，MIMO—OFDM系统越来越引起人 们的研究兴趣，本文在802．16d的基础上对MIMO—OFDM系统进行了详细介绍。 2 MIMO—OFDM系统框图 和接收端均采用多天线。在发送端，传输数据流首先经过空时编码形成M个数据子流，然后 N个接收天线接收信号，首先经过肿对接收数据进行解调，然后经过空时解码分开和解码 接收到的数据子流。 3信道估计 在MIMO—OFDM系统中，信道估计的准确性直接影响接收端进行相干检测和解码的准 确性，因此，信道估计对于系统性能的好坏具有非常大的影响作用。目前，信道估计方法主要 有盲估计和非盲估计两种。盲估计是仅利用接收到的信号进行信道估计，而非盲估计需要借 绍一种适用于MIMO—OFDM系统的基于IS准则的信道估计算法。 1 一一一褰M —卫互b匪耍卫固团引 … 匾盎圈 圈1MIMO-OFDM系统原理圈 3．1 信号模型 假设在系统中，发送端采用M个发送天线，接收端采用N个接收天线。则在第n个 OFDM符号周期，第i个发射天线与第j个接收天线问信道的时域冲激响应可以表示为： 上式中，多径时延扩展归一化为L个时间单位；虬(1)表示第i个发射天线与第j个接收 天线间第1条路径的冲激响应，它是均值为o，方差为卉的高斯过程；T表示时延扩展，tu表示 第1条路径的归一化时延；￡．，表示第1条路径的多普勒频移。 信号经过高斯信道后，第j个接收天线上的OFDM信号为： rj(n)=∑(屯(n)o}^¨(n，7))+吩(n) 为： 巧(n，^)=∑{(玉(自)}甄J(女)+‘(^))+％(女) 波信道的频率响应；I；(k)为载波间干扰。 H¨(k)变化慢。通常，fi．IN．，所以I-tiJ(k)变化相当慢。 3．2基于LS准则的信道估计迭代算法 对于不同的接收天线，信道估计过程是相互独立的，因此，我们针对第j个接收天线进行 研究，其他接收天线的估计原理与此相同。为了简单起见，在下面的分析中将省去用来标记接 H。 收天线的下标j。在此算法中，利用天线i，J间导频载波信道的频率响应的粗估计值hat 104 迭代算法如下： (1)用LS方法计算导频载波信道的频率响应毡(k)。 B：(n)为估计的信道响应，上标表示迭代次数。 (k)中的对应值。 计算卵“(k)一卵(k)I，如果这个值低于设定好的阈值，那么就停止迭代，从而得到最 噪声部分，重复步骤(3)一(4)，直到得到最终结果为止