基于IEEE802．16d的信道估計研究與仿真

取仿真幀長為5 ms，一幀中包含69個OFDM符號。系統(tǒng)采用16QAM調(diào)制，沒有考慮協(xié)議中的RS―CC編碼和交織。整個系統(tǒng)的搭建和信道估計算法的仿真均是通過Matlab中的M文件來實現(xiàn)的。仿真結(jié)果均以系統(tǒng)的誤碼率(BER)作為評價其性能標(biāo)準(zhǔn)。所得的仿真結(jié)果分別如圖4～圖7所示。

從圖4很容易可以看出Gauss插值要優(yōu)于線性插值，所以后面的仿真都采用了Gauss插值以提高系統(tǒng)性能。圖5為前導(dǎo)估計下的LS以及LMMSE在SUI3信道下的性能仿真圖，從圖上可以看出LMMSE算法性能要優(yōu)于LS，與LS算法相比其性能要提高3 dB左右，這反映了LS算法易受噪聲的影響，但同時LMMSE的運算復(fù)雜度要比LS大。圖6為導(dǎo)頻(pilot)和前導(dǎo)(preamble)在SUI3下的LS估計性能，從該圖能清晰地看出前導(dǎo)估計性能要導(dǎo)頻估計，當(dāng)信噪比低于15 dB時，兩者的性能差距還不大，但這種差距隨著信噪比的提高就越發(fā)明顯了。這主要是由于SUI3為慢衰落信道，不用導(dǎo)頻來進(jìn)行信道跟蹤，且又由于前導(dǎo)中的導(dǎo)頻點要遠(yuǎn)大于OFDM符號中的導(dǎo)頻點，自然前導(dǎo)估計性能就優(yōu)于導(dǎo)頻了。當(dāng)信道為SUI4時，從圖7看出，二者之間的性能差異就更大了，甚至于此時導(dǎo)頻估計完全不可用，遠(yuǎn)沒達(dá)到IEEE802．16d所規(guī)定的性能要求，所以此時系統(tǒng)只能采用前導(dǎo)估計。分析原因發(fā)現(xiàn)，在SUI4信道下最大多徑時延為4μs，則此時系統(tǒng)的相干帶寬B=O．25 MHz，而此時OFDM符號中的導(dǎo)頻間隔為O．375 MHz，可見導(dǎo)頻之間的間隔要大于系統(tǒng)的相干帶寬，導(dǎo)致了導(dǎo)頻估計性能的惡化。進(jìn)一步也可得出系統(tǒng)導(dǎo)頻估計的適用條件是要必須保證系統(tǒng)導(dǎo)頻間隔不大于系統(tǒng)帶寬，否則導(dǎo)頻估計不可取。

4 結(jié)語
IEEE802．16d固定無線寬帶接入系統(tǒng)在傳輸速度，建網(wǎng)距離以及成本投入方面都有很大的優(yōu)勢，是目前發(fā)展和主推關(guān)于無線接入的理想解決方案。當(dāng)然作為一種新技術(shù)，其必然還有很多難點需要解決優(yōu)化，信道估計技術(shù)就是其中重要方面之一。該文仿真了在SUI信道模型下基于該系統(tǒng)的信道估計性能。仿真結(jié)果表明前導(dǎo)估計性能要優(yōu)于導(dǎo)頻，在SUI4時只能考慮前導(dǎo)估計，也從理論上分析了性能差別原因所在，給出了導(dǎo)頻估計的適用條件，其中的一些結(jié)論和仿真結(jié)果對進(jìn)一步研究IEEE802．16d系統(tǒng)有較大的參考意義。