基于IEEE802.11a無(wú)線(xiàn)標準的STC-OFDM系統性能研究

空時(shí)碼最初的設計和已經(jīng)取得的成果都是基于窄帶無(wú)線(xiàn)系統平坦衰落信道，但許多無(wú)線(xiàn)信道在本質(zhì)上都是頻率選擇性衰落的。最近，越來(lái)越多的研究集中于提供高數據率業(yè)務(wù)和寬帶無(wú)線(xiàn)信道上的移動(dòng)計算。在寬帶無(wú)線(xiàn)通信中，符號周期變得越來(lái)越?。ㄅc信道延遲擴展相比），因此發(fā)射信號要經(jīng)歷頻率選擇性衰落，使得空時(shí)編碼技術(shù)可以在寬帶系統中實(shí)現非常高的數據率。但是頻率選擇性信道上的最大似然譯碼非常復雜，因此需要通過(guò)減少碼間干擾（ISI）來(lái)改善頻率選擇性衰落信道空時(shí)碼性能。
　通過(guò)減少I(mǎi)SI,可以將頻率選擇性信道轉變?yōu)轭l率非選擇性信道。減少I(mǎi)SI的傳統方法是在接收機中使用自適應均衡器。最優(yōu)空時(shí)均衡器可以抑制ISI，因此，頻率選擇性衰落信道變成無(wú)符號間干擾。該方法的主要缺點(diǎn)是接收機的復雜度較高，因為必須在接收機使用多入多出均衡器(MIMO-EQ)[1]。本文提出使用OFDM技術(shù)，在OFDM中，將整個(gè)信道分成許多窄的并行子信道，因此增加了符號周期，并且減少或消除了多徑環(huán)境引起的ISI。由于OFDM系統中不需要MIMO-EQ，因此該方法相對來(lái)說(shuō)具有一定的優(yōu)越性。OFDM技術(shù)與不同的編碼結合所表現的性能改善是不相同的,文中提出對STBC-OFDM與VBLAST-OFDM結合技術(shù)的比較分析,通過(guò)仿真驗證了STBC-OFDM系統的優(yōu)越性。在此基礎上研究了OFDM技術(shù)的相關(guān)參數以及交織器對STBC-OFDM系統性能的影響，說(shuō)明了在使用估計法時(shí)盡可能使用大系統，系統的信道估計會(huì )更加準確，并且隨機交織器有助于顯著(zhù)改善多徑衰落信道下系統性能并能在各種信道上達到合理的魯棒性。
1 IEEE802.11a標準與系統模型
　在IEEE802.11a中，OFDM系統使用 GHz頻段，占用20 MHz帶寬,提供速率為6 Mb/s、9 Mb/s、12 Mb/s、18 Mb/s、24 Mb/s、36 Mb/s、48 Mb/s和54 Mb/s的數據通信能力。其中對于6 Mb/s、12 Mb/s、24 Mb/s的發(fā)送和接收數據速率的支持是必備的。系統采用經(jīng)BPSK、QPSK、16-QAM或64-QAM調制的52個(gè)子載波。前向糾錯采用1/2、2/3或3/4的卷積編碼。圖1為IEEE802.11a收發(fā)信機原理框圖[2-3]。

本文基于IEEE802.11a標準協(xié)議,將STC合并到IEEE802.11a系統中,以此來(lái)獲得適合高數據率業(yè)務(wù)高速率數據包傳輸系統。修改后的模型框圖如圖2所示，在圖中添加了兩個(gè)新的模塊，即圖中陰影線(xiàn)框所示：發(fā)射端的“發(fā)射分集編碼器”、接收端的“分集合并”。發(fā)送端的編碼器將調制信號轉換成空時(shí)編碼的信號。接收端的分集合并在解多路復用器中獲得輸出值，并且進(jìn)行空時(shí)編碼。根據這一修改,能夠在MIMO中充分利用IEEE802.11a系統，獲得適合高吞吐量業(yè)務(wù)應用的高速率數據包傳輸系統[3]。

在IEEE802.11a協(xié)議標準下對于STC-OFDM系統模型進(jìn)行分析，對于有K個(gè)OFDM子載波,發(fā)射天線(xiàn)為Nt、接收天線(xiàn)為Nr的基帶STC-OFDM通信系統,系統總的帶寬為W。將總帶寬分成K個(gè)相互重疊的子頻帶。
在每一時(shí)刻t對信息比特分組編碼，產(chǎn)生空時(shí)碼字為: