基于Simulink的WiMAX-MIMO-OFDM物理層性能仿真
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WiMAX-MIMO-OFDMA系統(tǒng)的發(fā)送接收流程與OFDM子信道分配方法、MIMO技術(shù)及其編碼矩陣等有關(guān)，其多種框架結(jié)構(gòu)具體見文獻(xiàn)。發(fā)送端包括編碼、交織、調(diào)制、子信道化、MIMO編碼、插導(dǎo)頻、快速傅里葉反變換(IFFT)操作、濾波、數(shù)／模(D／A)變換、無線射頻(RF)調(diào)制等流程。其中，信道編碼包括隨機(jī)化、FEC(RS，CC)和交織。OFDM調(diào)制器由星座映射、保護(hù)子載波、導(dǎo)頻、前導(dǎo)碼插入、IFFT、加循環(huán)前綴和P／S模塊組成。無線信道由Jakes瑞利衰落信道模型和白噪聲疊加構(gòu)成，從而反映無線信道特征。
WiMAX系統(tǒng)中的子載波分為3種：數(shù)據(jù)子載波，用于傳輸數(shù)據(jù)；導(dǎo)頻子載波，用于各種估計(jì)或同步；空子載波，包括保護(hù)子載波和直流(D-C)子載波，不用于傳輸。該模塊中按照OFDM的頻域描述將其中8個導(dǎo)頻插入，56個保護(hù)子載波和映射后的192個數(shù)據(jù)組成一個OFDM符號，并根據(jù)幀格式的要求產(chǎn)生前導(dǎo)碼。WiMAX下行鏈路中的前導(dǎo)碼功能包括幀同步、載波同步、符號同步和信道估計(jì)等。Switching模塊用于控制前導(dǎo)碼和一般OFDM符號通過，當(dāng)一個幀開始的時(shí)候，發(fā)送前導(dǎo)碼在接收端保持一個幀周期，以便以后傳輸OFDM符號時(shí)進(jìn)行頻域均衡。
WiMAX系統(tǒng)中支持的有空時(shí)分組碼(STBC)、空頻分組碼(SFBC)、跳頻分集碼(FHDC)、垂直分層空時(shí)碼(V-BLAST)和水平分層空時(shí)碼(HBLA-ST)。下行鏈路中支持2根、3根和4根發(fā)射天線，上行鏈路中僅支持2根發(fā)射天線。本文采用ALAM-OUTI空時(shí)分組碼和2發(fā)1收的天線結(jié)構(gòu)。
除了信道估計(jì)和均衡部分，接收端模型是發(fā)送端模型的反轉(zhuǎn)。首先將數(shù)據(jù)符號從OFDM符號中提取出來，然后進(jìn)行解調(diào)、解交織和解碼(先Viterbi譯碼后RS譯碼)。一些重要的接收端函數(shù)對接收機(jī)的性能有很大影響，包括載波跟蹤、幀同步和信道估計(jì)等。
2 改進(jìn)的快速時(shí)變信道估計(jì)算法
WiMAX-MIMO-OFDMA的室外信道模型可表示為一個2-D矩陣，該矩陣的元素為隨機(jī)信道沖擊響應(yīng)，如式(1)所示：
為第l信道的功率。Bessel方程隨時(shí)間和頻率而改變，改變范圍保持在△f之內(nèi)。對于MIMO矩陣中的每個元素來說，其時(shí)變信道抽頭由以上方程產(chǎn)生。接收端收到的信號由OFDM符號與矩陣H卷積產(chǎn)生。
3 仿真結(jié)果及分析
本文根據(jù)WiMAX系統(tǒng)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，首先對非零導(dǎo)頻子載波做信道估計(jì)，然后通過插值獲得所有數(shù)據(jù)子載波上的信道信息，從而完成整個信道估計(jì)。仿真參數(shù)如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/156370.htm
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