基于Simulink的WiMAX-MIMO-OFDM物理層性能仿真

從仿真結果可以看出，在接收端靜止時，三種插值方法在改進算法情況下得到的誤碼率性能比原有算法有較小的提高，而隨著移動速度的增加，改進算法的性能優(yōu)勢越來越明顯。當移動速度為120 km／h時，兩者之間的性能差距最大。這是因為改進算法主要針對快速時變信道的性能估計，較之原算法其更充分地利用了最大多普勒頻移和最大多徑時延等信息，隨著移動速度的增加和多普勒頻移的增大，改進算法對系統(tǒng)誤碼率性能的提高越來越明顯。
同時可以看出，在信噪比為15 dB之前，三種插值方法的誤碼率性能相差不大，而隨著信噪比的增加，這種差距越來越明顯；隨著移動速度的增加，三種插值方法的誤碼率性能都有不同程度的下降，當移動速度為120 km／h時，線性插值的性能下降最為明顯。這是因為采用線性內插濾波時，估計點的值只能通過前后相鄰的兩個導頻點得到，從而使其性能較差。理論上，高斯插值比線性內插更適合于信道響應估計，當使用高斯多項式濾波時，估計點的值會用到前后更多的導頻信號來得到，從而使估計值更接近于實際的信道響應。然而，其計算復雜度隨著多項式階數的增高而增加。三次樣條插值隨著信噪比和移動速度的增加，復雜算法的優(yōu)越性逐步得到體現，得到的誤碼率性能最好，使用該插值方法可以獲得一個更為光滑、連續(xù)的性能曲線。另外，由于導頻間隔和邊緣插值誤差導致的地板效應，三種插值方法在信噪比較高時，性能提升不大。

4 結論
本文使用Simulink工具創(chuàng)建了基于IEEE 802．16e的WiMAX-MIMO-OFDMA物理層仿真模型，并針對快速時變瑞利衰落信道，運用Bessel方程改進了一種適用于Mobile WiMAX的信道估計算法，同時比較了線性插值、高斯插值和三次樣條插值在原有算法和改進算法情況下的誤碼率性能。仿真結果表明，本文的改進算法對系統(tǒng)的誤碼率性能有明顯提高，而且隨著運動速度的增加，算法對系統(tǒng)性能的改善越來越明顯；同時表明當移動速度相同時，三次樣條插值的誤碼率性能最好，高斯插值次之，線性插值最差。但三種插值算法的運算復雜度與其誤碼率性能成正比。在系統(tǒng)高速運動情況下，可結合本文的改進算法和三次樣條插值進行系統(tǒng)性能估計。在以后的研究中，本文將采用其他的MIMO編碼方案，研究在設置不同的發(fā)射與接收天線數目情況下，該算法對系統(tǒng)性能的影響。