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WIMAX系统物理屋关键技术------中北大学教育部重点实验室中北大学信息通信工程学院

主题:调制技术有哪些 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-23

简介:关于本文可作为相关专业调制技术论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文调制技术论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

调制技术论文范文

调制技术有哪些论文

目录

  1. 一、引言
  2. 二、关键技术
  3. 2.1正交频分复用(OFDM)
  4. 2.2混合自动请求重传(HARQ)
  5. 2.3自适应调制编码(AMC)
  6. 2.4 MIMO
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孙运强

摘 要:本文对WiMAX物理层的主要特点进行了分析,简要介绍了正交频分复用(OFDM)、混合自动请求重传(HARQ)、自适应调制编码(AMC)和多输入多输出(MIMO)的工作原理和优缺点.关键词:全球微波接入互操作性(WiMAX)正交频分复用(OFDM) 混合自动请求重传(HARQ) 自适应调制编码(AMC) 多输入多输出(MIMO)

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中图分类号:TN911.2

文献标识码:A

文章编号:1673-1131(2010)03-070-02

一、引言

WiMAX的英文全称为"Worldwide Interoperability ForMicrow论文范文e Access",对应的中文译名是“微波接入全球互通“.它以IEEE 802.16系列宽带无线标准为基础,IEEE 802.16标准定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的MAC层和对应的多种物理层.它是按照两层结构体系组织的,定义了一个物理层和一个MAC层,MAC层独立于物理层,能支持多种不同的物理层规范,以适应各种应用环境.

媒体接入控制(MAC)层位于物理层之上,主要负责控制用户接八到共享的无线媒质以及将数据组成帧格式来传输MAC层又分成了三个子层:特走服务汇聚子层(CS)、公共部分子层(CPS)和安全子层(SS).

最底层是物理层.该层的协议主要是用于规范频率带宽、调制模式、纠错技术以及发射机同接收机之间的同步、数据传输速率和时分复用结构等参数的.物理层由传输汇聚子层(TCS)和物理媒质依赖子层(PMD)组成,通常说的物理层主要是指PMD子层TCS将收到的MAC层数据分段,封装成TCS协议数据单元(PDU) PMD则具体执行信道编码、调制解调等一系列处理过程.

WiMAX物理层的特点可概括为:WiMAX物理层采用正交频分复用技术,频谱利用率较高,支持时分双工(TDD)频分双工(FDD).同时也支持半双工频分双工(HFDD),可支持移动和固定的情况,移动速度最高可达120k m/h.带宽划分灵活,系统的带宽范围为1.25-20MHz:使用先进的多天线技术提高系统容量和覆盖范围:采用了混合自动重传(HARQ)、自适应调制编解码(AMC)和功率控制技术:采用了先进的信道编码技术增加通信质量,扩大覆盖范围.

二、关键技术

2.1正交频分复用(OFDM)

根据多径信道在频域中表现出的频率选择性衰落特性,人们提出了正交频分复用(OFDM)的调制技术.OFDM将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起,使得它在系统的频谱利用率、功率利用率、系统复杂性方面综合起来有很强的竞争力,是支持未来移动通信特别是移动多媒体通信的主要技术之一.

正交频分复用的基本过程是

(1)用户信号以串行的方式输入发送器.这些码字先被送入一个并/串行转换器中,通过串/并行变换,分配到传输速率相对较低的若干子信道中进行传输,在频域内将信道划分为若干互相正交的子信道,每个子信道均拥有自己的载波分别进行调制.

(2)该OFDM码随后被送入一个IFFT的模块,进行快速傅立叶逆变换.

(3)计算出快速傅立叶逆变换样值之后,一个保护间隔被加到了样值前,形成一个循环拓展的OFDM信息码字.

(4)循环拓展信息码的样值再次通过一个并/串转换器模块.然后按照串行的方式通过信道(经过适当的滤波和调制).当并/串行转换结束后,则开始传输OFDM码.

(5)接收到的信号经过一个串/并行转换器,并且把保护间隔清除掉.

(6)清除了保护间隔之后,信号将会经过一个快速傅立叶变换模块,把信号从时域转换到频域.信号经过一个并/串行转换模块进行并/串变换,就完成了对原始OFDM信号的接收,如图1所示.

OFDM系统存在以下优点:

(1)抗多径干扰强.抗多径干扰和频率选择性衰落能力强,由于OFDM系统把数据分散到许多个子载波上,大大降低了各子载波的符号速率,从而减弱多径传播的影响,而且采用了加循环前缀作为保护间隔的方法,基本上可消除符号间干扰的影响.

(2)均衡器复杂度低.为了抵抗衰落信道的影响,传统的单载波系统需要做时域均衡,采用了多抽头的均衡器,而OFDM系统只需做简单的频域均衡即可(单抽头均衡器).

(3)频谱利用率很高.OFDM可以使相邻子载波间没有频率间隔,允许子信道的频谱相互重叠,能够更有效地提高频谱利用率.OFDM合成信号的频谱非常接近于矩形,当子载波个数很大时,频带利用率可接近于Nyquist极限.

(4)实现方便.OFDM系统的调制和解调可以通过离散傅立叶反变换(IDFT)和离散傅立叶变换(DFT)来实现,而IDFT和DFT都有相应的快速算法IFFT和FFT.随着大规模集成电路技术和DSP技术的发展.IFFT和FFT都是非常容易实现的.OFDM调制方式具有频谱利用率高、实现过程简单以及抗干扰和抗衰落能力强等优点,但也存在一些内在的局限和设计中必须注意的问题,如峰平比( PAPR)高、均衡和同步问题等

2.2混合自动请求重传(HARQ)

混合自动请求重传(HARQ)技术因为提高了频谱效率.所以可以明显提高系统吞吐量.同时因为重传可以带来合并增益,所以间接扩大系统的覆盖范围.在IEEE802.16的协议中虽然规定了信道编码方式有卷积码(CC)、卷积Turbo码(CTC)和低密度校验码(LDPC)编码,但是对于HARQ方式,根据目前的协议.IEEE802.16中只支持CC和CTC的HARQ方式.具体规定为:在IEEE802.16协议中.HARQ方法在MAC部分是可选的.HARQ功能和相关参数是在网络接入过程或重新接入过程中用消息SBC被确定和协商的.HARQ是基于每个连接的,它可以通过消息DSA/DSC确定每个服务流是否有HARQ的功能.

2.3自适应调制编码(AMC)

自适应调制编码(AMC)在WiMAX的应用中有其特有的技术要求,由于AMC技术需要根据信道条件来判断将要采用的编码方案和调制方案,所以AMC技术必须根据WiMAX的技术特征来实现AMC功能.与CDMA技术不同的是,由于WiMAX物理层采用的是OFDM技术,所以时延扩展、多普勒频移,PA PR值、小区的干扰等对于OFDM解调性能有重要影响的信道因素必须被考虑到AMC算法中,用于调整系统编码调制方式,达到系统瞬时最优性能.IEEE802.16支持BPSK.QPSK.16QAM和64QAM多种调制方式.在信道纠错编码方面,IEEE802.16采用了截短RS编码和卷积码级联的纠错编码,并且还支持分组Turbo码、卷积Turbo码、LDPC码.IEEE802.16可以根据不同的调制方式和纠错编码方法组合成多种发送方案,系统可以根据信道状况的好坏以及传输的需求,选择一个合适的传输方案.比如说,当信道状态差时,可以选择例如QPSK低阶的调制方式,当信道状况好时,可以选择例如64QAM高阶的调制方式.自适应调制与编码给无线传输系统带来了很好的抗衰落性能.

2.4 MIMO

多人多出(MIMO)是未来无线通信领域研究的一个关键技术.对于未来移动通信系统而言,如何能够在非视距和恶劣信道下保证高的QoS是一个关键问题.也是移动通信领域的研究重点.对于单人单出(SISO)系统,如果要满足上述要求就需要较多的频谱资源和复杂的编码调制技术,而频谱资源的有限和移动终端的特性都制约着SISO系统的发展,所以MIMO是未来移动通信的关键技术.MIMO技术主要有两种表现形式,即空间复用和空时编码.这两种形式在WiMAX协议中都得到了应用.协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式.目前MIMO技术正在被开发应用到各种高速无线通信系统中,但是目前很少有成熟的产品出现,估计在MIMO技术的研发和实现上,还需要一段时间才能够取得突破.支持MIMO是协议中的一种可选方案,协议对MIMO的定义已经比较完备了.MIMO技术能显著地提高系统的容量和频谱利用率,可以大大提高系统的性能,将被多数设备制造商所支持.

作者简介

师新蕾,I986生,山西运城人,在读研究生,研究方向为移动通信;

姚爱琴,19 69生,山西太谷人,副教授,研究方向为动态测试技术,近场遥测,传感技术;

孙运强,1963生,山东茸南县人,教授,研究方向为动态测试技术,近场遥测,传感技术.

总结:本文关于调制技术论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。

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