８０２．１６ｄ中ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ技术的研究.docVIP

８０２．１６ｄ中ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭ技术的研究 　　摘要：该文在IEEE802.16d协议的基础上介绍了MIMO-OFDM系统的基本原理，给出了一种基于LS准则的适用于MIMO-OFDM系统的信道估计算法，并与MMSE算法进行了仿真比较。最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；MIMO-OFDM；信道估计；空时编码 　　中图分类号：TN919.3文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)36-2821-03 　　Research on the Technique of MIMO-OFDM in 802.16d 　　PAN Han-huai,AN Xue-e 　　(Huaian College of Information Technology, Huaian 223300,China) 　　Abstract: This paper introduced the principle of MIMO-OFDMsystem based on IEEE 802. l6d standard. Propose aleast,square(LS)channel estimation scheme used in channel estimation of the MIMO-OFDM system andcompared with MMSEalgorithm.At last,introduce the advantages and shortcomings of space-time trellis coding and space-time block coding. 　　Key words:802.16d;MIMO-OFDM;channel estimation;space-time coding 　　1 引言 　　802.16d于2004年10月由美国IEEE正式发布，它是802.16标准系列的修订版本，是相对比较成熟并且最具有实用性的一个标准版本。802.16d对10-66GHz频段和?11GHz频段的固定宽带无线接入空中接口物理层和MAC层进行了详细规定，定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的MAC层和相对应的物理层。IEEE 802.16d是固定宽带无线接入的标准，它定义了三种物理层实现方式：单载波、OFDM (256点)、OFDMA(2048点)。由于OFDM、OFDMA具有较高的频谱利用率，在抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势，因此，OFDM和OFDMA是IEEE 802.16中两种主要的物理层应用方式。 　　在宽带无线通信系统中，必须着重解决两个主要问题：多径衰落和带宽效率。OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）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MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术利用多天线在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据，在不增加系统带宽的情况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[3-4] 　　根据802.16d 协议，MIMO-OFDM系统的原理图如图1所示。由图可知，系统的发送端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，然后分别经过IFFT完成OFDM调制，形成M个OFDM信号从M个天线发射出去。在接收端，采用N个接收天线接收信号，首先经过FFT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。 　　3 802.16d协议中关于OFDM的描述[5] 　　OFDM是一种高效的数据传输方式，通过串/并变换将高速数据流分散到多个正交的子载波上传输，一方面使各个子载波的符号速率大幅下降，相应的符号持续时间变大，减少符号间干扰的影响，有较强的抗时延扩展能力；另一方面信号的并行传输分散了瑞利衰落引起的突发性错误，提高了系统的抗突发错误的能力。由于OFDM各子载波相互正交，因此允许子载波频谱混迭，充分利用有限的频谱资源，使得其频带利用率高于传统的FDM调制方式。同时在OFDM系统中，普遍采用循环前缀来完全克服符号间干扰，使得OFDM系统能够很好地适