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下一代移動通信技術(shù)在無線局域網(wǎng)中的應(yīng)用( 二 )

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圖1、圖2分別為采用MIMO技術(shù)的OFDM系統(tǒng)發(fā)送、接收方案框圖 。從圖中可以看出 ， MIMOOFDM系統(tǒng)有Nt個發(fā)送天線 ， Nr個接收天線 。在發(fā)送端和接收端各設(shè)置多重天線 ， 可以提高空間分集效應(yīng) ， 克服電波衰落的不良影響 。這里因為安排恰當(dāng)?shù)亩喔碧炀€提供多個空間信道 ， 不會全部同時受到衰落 。輸入的比特流經(jīng)串行變換分為多個分支 ， 每個分支都進行OFDM處理 ， 即經(jīng)過編碼、II（交織）、正交幅度調(diào)制（QAM）映射、插入導(dǎo)頻信號、IFFT變換、加循環(huán)前綴等過程 ， 再經(jīng)天線發(fā)送到無線信道中；接收端進行與發(fā)射端相反的信號處理過程 。例如：去除循環(huán)前綴、FFT變換、解碼等 ， 同時通過信道估計、定時、同步、MIMO檢測等技術(shù)完全恢復(fù)原來的比特流 。

;目前正在開發(fā)的設(shè)備由兩組IEEE802.11a收發(fā)器、發(fā)送天線和接收天線各2個（2×2）及負(fù)責(zé)運算處理過程的MIMO系統(tǒng)組成 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)最大108Mbps的傳輸速度 。支持AP和客戶端之間的傳輸速度為108Mbps ， 客戶端不支持該技術(shù)時（IEEE802.11a客戶端的情況） ， 通信速度為54Mbps 。
1.3LDPC編碼技術(shù)
糾錯編碼技術(shù)作為改善數(shù)字信道通信可靠性的一種有效手段 ， 在數(shù)字通信的各個領(lǐng)域中獲得極為廣泛的應(yīng)用 ， 其主要有卷積碼、分組碼、Turbo碼和LDPC 。在編碼器復(fù)雜度相同的情況下 ， 卷積碼的性能優(yōu)于分組碼 。目前IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)大都采用卷積碼信道前向糾錯編碼和Viterbi譯碼 。
雖然 ， Turbo碼可獲得比傳統(tǒng)級連碼更大的編碼增益 ， 且具有合理的譯碼復(fù)雜性 ， 被認(rèn)為是大編碼存儲卷積碼或傳統(tǒng)級連碼的替代方案 。但是 ， WLAN數(shù)據(jù)包較短 ， 且采用較為簡單的傳輸機制 ， 無法采用復(fù)雜度較高且適用于長數(shù)據(jù)包傳輸?shù)腡urbo碼 。
LDPC（低密度奇偶校驗碼）是一類可以用非常稀疏的Parity-check（奇偶校驗矩陣）或Bi-Partitegraph(二分圖)定義的線性分組糾錯碼 。
LDPC碼的特點是：性能優(yōu)于Turbo碼 ， 具有較大的靈活性和較低的差錯平底特性（errorfloors）；描述簡單 ， 對嚴(yán)格理論分析具有可驗證性；譯碼復(fù)雜度低于turbo碼 ， 且可實現(xiàn)完全的并行操作 ， 硬件復(fù)雜底低 ， 因而適合硬件實現(xiàn)；吞吐量大 ， 極具高速譯碼潛力 。因此 ， 結(jié)合LDPC無線局域網(wǎng)必將取得更好的性能 。
1.4自適應(yīng)技術(shù)
無線通信采用了OFDM等寬帶調(diào)制技術(shù) ， 將單一物理信道分割為正交的若干個子信道 ， 以實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸 。多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)可以定義為發(fā)判定端和接收端之間存在多個獨立信道 。MIMO與OFDM技術(shù)相結(jié)合 ， 可以將無線通信的信號處理從時頻分集擴展為時空頻分集 ， 進一步分割信道為空時頻正交子信道 。這樣 ， 就需要根據(jù)各個子信道的實際傳輸情況靈活的地分配發(fā)送功率和信息比特 。而且由于無線信道的頻率先擇性和時變性 ， 也需要實時地對信道進行檢測 ， 以便更加有效地利用無線資源 。
對于所有子載波都使用相同固定調(diào)制編碼的通信系統(tǒng)來說 ， 其誤碼率主要由經(jīng)歷衰落最嚴(yán)重的子載波決定 。因此在頻率選擇性衰落信道中 ， 隨著平均信噪比的增加 ， 系統(tǒng)的誤碼率下降十分緩慢 。但可以對不同子信道選用最佳的物理傳輸模式 ， 即采用不同調(diào)制編碼方案 ， 每個調(diào)制編碼方案要適應(yīng)每個子信道的信噪比 。
自適應(yīng)傳輸?shù)幕舅枷胧歉淖儼l(fā)射功率的水平、每個子信道的符號傳輸速率、QAM星座大小、編碼等參數(shù)或這些參數(shù)的組合以維持恒定的誤碼率（BER） 。這樣在不犧牲誤碼率的情況下 ， 通過傳輸質(zhì)量好的子信道采用高速傳輸、而在質(zhì)量不好的子信道以降低傳輸速率等方式來提供較高的頻譜適用效率 。自適應(yīng)技術(shù)大大減少了對均衡和交織的依靠 ， 提升了WLAN系統(tǒng)的性能 。圖3為自適應(yīng)方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 。

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