关键字 |
| WiMAX, IEEE 802.16, OFDMA,正交相移编码、信道编码。 |
介绍 |
| WiMAX是一种基于IEEE 802.16标准的技术负责把宽带无线接入(BWA)世界代替有线宽带。WiMAX标准802.1 6 e提供固定、游牧、便携式和移动无线宽带连接而不需要直接与基站的视线。本文实现的模型是基于WiMAX以下特点[3]。 |
| 标准:IEEE 802.16 e |
| 载波频率:I1IGHz以下 |
| 频带:2.5 ghz, 3.5 ghz, 5.7 ghz |
| 带宽:1.5 mhz至20 mhz |
| 无线电技术:OFDM和OFDMA |
| 数据速率:70 Mbps |
| 距离:10公里 |
| 构建一个模型,这个标准的重要性可以通过考虑建立一个模型的效果可以把整个项目开发生命周期。Mathworks, Matlab软件的供应商共同创立了一个白皮书[4]关于这个主题创建一个可执行的规范模型的WiMAX和纸是一种有用的资源和从头构建一个模型。 |
WIMAX模型 |
| 本文给出的模型是建立在以下参数[1,2]。 |
| 场景:满16通道带宽 |
| 调制:正交相移编码(QPSK 4-QAM一样) |
| RS编码速率:3/4 |
| CC码率:5/6 |
| 造型设置包括Matlab R2010a Simulink10和通讯Blockset运行在Windows XP SP2 Matlab仿真软件包括所有指定的强制函数块标准文档。模型本身包括三个主要组件即发射机,接收机和信道。组件由发射机和接收机信道编码和调制子组件,而信道建模为AWGN和时尚频道。 |
答:标准IEEE 802.16 e: |
| IEEE标准802.16 e是不同于以前版本的标准,802.16 e添加移动无线宽带标准的特点。IEEE 802.16的形成宽带无线接入标准工作组成立1998年8月由国家无线电子系统试验台在美国2002年4月802.16 -2001标准被正式出版。这个标准已经被取代-2004年802.16标准包括材料由原来的802.16 -2001标准以及802.16.2-2001 802.16 802.16 c - 2002, - 2003标准。IEEE 802.16工作组的一部分IEEE 802局域网/人标准委员会,继续工作在很多项目。 |
b频段: |
| 802.16标准定义了大量的空气接口,利用一个频段,可以分为三个类别之一:10 - 66 GHz许可乐队,乐队低于11 GHz的授权,未经授权的乐队低于11 GHz。表1总结了空中接口名称及其适用的频段。 |
(一)10 - 66 GHz许可乐队: |
| 这些频段波长较短,需要视距(LOS);然而,多路径干扰可以忽略不计。乐队允许的数据率超过120 Mb / s,加上一个非常适合的环境的实现点对多点(PMP)访问和频带适合小型/家庭办公(SOHO)一直到大办公室应用程序。 |
(b)低于11 GHz许可乐队: |
| 第二类授权乐队低于11 GHz需要特别注意由于频带的特征。由于带宽的频率范围内的时间越长,美国没有必要和多路径干扰可能是重要的。因此,能够支持附近和non-LOS(仿真结果应用程序需要实现额外的体育需求等先进的电源管理技术,缓解/共存干扰和多个天线。 |
(c)低于11 GHz License-exempt乐队: |
| 最后的类别下面11个GHz,通常使用5 - 6 GHz频段。这些乐队的操作环境是类似的11个GHz许可乐队;然而,license-exempt乐队介绍了额外的干扰共存的状态范围内的其他设备,以及监管约束限制了辐射功率。克服这些问题等机制动态频率选择介绍PHY和空中接口的MAC。 |
正交频分多址 |
| 在下行数据传输是基于OFDMA,这是一个保证技术给出一个有效的访问在高速无线网络。此外,它是可以接受的广播甚至在多输入多输出(MIMO)场景[5]。OFDMA获得多用户的高频谱效率的氛围除以总带宽为方便关副环带分布由用户在一个有效的方式。不同带宽钢筋(从1.25到20 MHz)控股副载波间距不变,因此,副载波的数量相应的变化。这种技术将承受宽带无线接入多个Mbit / s的数据传输速率最终用户,在几公里范围内。 |
| OFDMA物理层,结合介质访问控制(MAC)层,支持一个优化技巧分配和服务质量(QoS)支持不同类型的服务[6]。 |
| OFDM信号用于LTE最多包含2048个不同的分载体最终再间隔15 kHz。虽然是手机所必需的能力能够吸引所有2048分载体最终再,不是所有的需要通过基站需要赋予它只支持72分载体最终再传播。这样所有的手机都将赋予跟任何基站。 |
信道编码: |
| 信道编码可以被描述为信号来提高通信性能的改变通过增加鲁棒性对通道障碍如噪声、干扰和衰落。信道编码可以被描述为一个三阶段过程包括随机化、前向纠错和交叉。 |
(一)随机化: |
| 随机化后进行数据包接收从更高的层次。随机函数发生器在一点点的基础上进行操作。数据随机化的主要成分是伪随机二进制序列生成器使用线性反馈移位寄存器来实现。 |
(b)前向纠错(FEC): |
| 前向纠错由串联Reed-Solomon外代码和兼容的卷积内部代码。 |
| 数据使用Reed-Solomon代码的目的是增加冗余数据序列;它有助于纠正块信号在传输过程中发生错误。 |
| RS编码器的计算是基于伽罗瓦域计算冗余比特。WiMAX使用一个固定的RS编码技术基于GF(2)表示为RS (N = 255 K = 239年,T = 8) |
| 地点: |
| N =编码后的字节数 |
| K =数据字节编码 |
| T -的字节数,可以纠正 |
(c)卷积编码: |
| 卷积码是一种选举委员会所指定的代码CC (m, n, k),每一个有些信息符号编码转换成一个n位符号,其中m / n是编码速率(n > m)和转换是一个函数的最后k信息符号,其中k是约束长度的代码[5]。 |
| 在WiMAX物理层每个RS块编码的二进制卷积编码器,7/2的编码速率和约束长度等于7。这个编码器有两个二进制小蝰蛇X和Y和使用两个发生器多项式,A和b .卷积编码器的输出就戳破了删除额外的编码的比特流。 |
(d)交叉: |
| 交叉是通过编码符号在时间传播蔓延。输入数据到衬垫在两个随机排列。第一个排列确保相邻比特映射到两副载波。第二排列将相邻的编码比特映射到更少或更多重要的星座从而避免长距离跑的更不可靠。 |
b .调制 |
| 衬垫记录数据并将数据帧发送到智商映射器。智商映射器的功能是将传入的数据映射从衬垫到星座。调制相位编码的比特映射到智商星座,从航空公司-100号航母数量+ 100。保护带,飞行员运营商和直流载波之前插入结构,利用传输线119频域信号转换成时域。 |
仿真结果 |
| OFDM的仿真软件模型和OFDMA旨在执行比特误码率计算下时尚hannel。图1显示了光谱信号ptior OFDM调制范围的输入。 |
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| 图2显示了OFDM调制后的输出与AWGN Rayliegh衰落信道噪声的存在。2在信噪比5 db (a)反应。我们可以比较图1输入的频谱图2 (a)可视化效果WiMax的衰落和噪声在OFDM传输模型。同样我们改变信噪比增加信号强度,发现信噪比的频谱响应15分贝和25 db(图2 (b, c))。 |
图2:(a)、(b)和(c)接收机输出OFDM调制后的频谱存在Raliegh衰落和AWGN信道信噪比5日,15日,25日dB.2 (d), (e) & (f)频谱相同的输入,但在重复使用OFDMA R = 2。 |
| 同样我们获得响应在不同的重复使用OFDMA技术因素r2, 4, 6。图3 (a, b)和(c) R = 2和信噪比5、15、25分贝。图3 (d), (e) & (f) R = 6。 |
图3:(a)、(b)和(c)接收机输出OFDMA调制后的频谱Raliegh衰落和AWGN信道在R = 4,信噪比5日,15日,25日dB.2 (d), (e) & (f)频谱相同的输入,但使用OFDMA的重复R = 6。 |
| 我们可以看到性能使用的误码率计算OFDM的情节和OFDMA模型图4 (a), (b)和(c)来比较它们的性能。 |
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| 表我的误码率计算的胶卷暗盒/ OFDMA模型RAYLIEGH时尚在不同重复的因素。 |
图4:误码率与信噪比的情节对OFDM和址接入模型来描述健壮性对抗衰落。 |
结论 |
| OFDM和OFDMA模型设计WiMax系统使用IEE802.16 standaeds研究Raylegh信道衰落的影响下的性能分析和变量信噪比。表现和错误使用散点图,得到的误码率计算和频谱范围。发现的误码率低于发现的OFDMA是OFDM在每个重复因子,但重复因子R = 6 OFDMA找到性能最好。(图4 (c))大调的很大不同误码率值在OFDM比较获得的方方面面。这项工作可以进一步研究在存在其他基于16 qam调制智商映射和32 qam见到Recian消退。 |
引用 |
- IEEE 802.16 -2006:“IEEE标准为当地和市区网络- 16部分:空气界面FixedBroadband无线接入系统”
- ETSI TS 102 177 1.3版。2006年2月1日,“宽带无线接入网络(麸);HiperMAN;和物理层(层”)
- 2007年NuaymiLoutfi, WiMAX为宽带无线接入技术,威利,伦敦
- Mathworks白皮书,2006,“创建一个可执行的规范WiMAX标准”
- Laurent啵,RodolpheLegouable RodrigueRa-bineau“迭代接收机性能分析在3 gpp / LTEDL MIMO OFDMA系统“橙色实验室,4 Clos Courtel街,35512年Cesson-S´evign´eCedex,法国©2008年IEEE。
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