摘 要:IEEE802.16d是一种可以提供高达70 Mb/s的峰值传输速率来支持不同Qosl类型的综合数据业务部署的固定宽带无线接入系统。首先介绍了基于IEEE802.16d的Wireless MAN一0FDM中的帧结梅形式,在分析了0FDM信道估计技术和插值算法后仿真了协议中的导频和前导在SUI信道模型下的估计性能。仿真了不同的估计算法和插值对系统的性能影响,从仿真结果可以看出前导的估计效果要优于导频,给出了系统导频估计的适用条件。
关键词:IEEE802.16d;OFDM;信道估计;插值
0 引 言
进入21世纪以来,随着互联网的迅猛发展和各种实时多媒体业务需求的增加,宽带无线技术将呈现巨大的发展潜力。而IEEE802.16d标准作为一种面向无线城域网(WMAN)固定宽带无线接入方案,以其优异的性能和广阔的前景而倍受关注。IEEE802.16于2004年出版了IEEE802.16d的固定宽带无线接入系统的标准。该标准的物理层定义了4种传输模式,分别是10~66 GHz频率范围内的Wireless MAN—SC,以及应用于2~1l GHz下的三种非视距(NOLS)模式:Wireless MAN—Sca,Wireless MAN—OFDM,Wire—less MAN—OFDMA。本文只讨论分析WirelessMAN—OFDM。由于无线信道不像有线信道那样固定并可预见,无线OFDM通信系统受无线信道的阴影衰落和频率选择性衰落影响比较严重,因此必须努力降低无线信道的影响,这就对无线OFDM系统的信道估计技术提出了很大的挑战,信道估计的好坏将直接影响到整个系统的性能优劣。本文在基于IEEE802.16d下分别以前导以及导频作为训练符号在SUI信道模型下进行了估计性能的仿真,并对仿真结果进行了分析研究。
1 Wireless MAN—OFDM中的帧结构
由于OFDM调制可以有效地抵抗无线信道的多径衰落,因此它被用于低于11 GHz的NLOS应用的Wireless MAN—OFDM和Wireless—OFDMA的物理层技术。OFDM物理层支持基于帧的传输,图1给出了其下行链路的帧结构示意图。
从图1可知,一个下行链路物理层的通信数据单元(PDU)分别由前导码,帧控制头(FCH)以及突发OFDM数据构成。前导码(preamble)主要用来做各种估计,它由两个连续的特殊OFDM符号组成,第一个OFDM符号仅使用序号是4的倍数的子载波,它的时域波形包括四个重复的64样值,前面是CP。第二个OFDM符号仅使用偶数子载波,它的时域波形包括两个重复的128样值,前面是CP。其时域结构图如图2所示。
在频域中,第一个OFDM符号频域数据由全频带prearnble的4倍数子载波数据得出,4次64序列的频域定义为:
其中全带宽前导的频域序列由协议中给出。在突发0FDM数据中,每个OFDM符号数据的IFFT点数为256点,即有256个子载波,分为三种类型的子载波,分别是:数据子载波用于传输数据。导频子载波(pi1ot),每隔25个数据子载波有一个导频子载波,共8个,主要用于各种估计。空子载波,即直流子载波和保护频带,该类子载波不传输任何数据。OFDM符号的频域结构如图3所示。