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基于IEEE 802.16e OFDMA物理层的关键技术研究

作　者: 张俊博
导　师: 张光锋；邹庆揆
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: IEEE 802.16e 正交频分多址信道编码信道估计峰平比
分类号: TN929.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 45次
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内容摘要

IEEE 802.16e是无线城域网(WMAN)的一个标准,为宽带接入技术的一种。作为IEEE 802.16e标准的主流技术,正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)技术在WIMAX系统的物理层中得到了广泛的应用,特别是OFDMA技术,它是支持移动性的IEEE 802.16e标准的基础,因此对OFDMA技术的研究有很重要的现实意义。本文以IEEE 802.16e标准为基础,介绍了IEEE 802.16e协议体系和基于IEEE802.16e的OFDMA系统的关键技术；从基本术语、数据映射、帧结构和子载波分配等方面描述了OFDMA物理层规范；介绍了在IEEE 802.16e协议下,信道编码的详细过程,包括随机化、编码、交织、调制等,重点描述了卷积码(CC)、卷积Turbo码(CTC)、低密度奇偶校验码(LDPC)等信道编码技术以及基于维特比算法的CC译码、基于最大后验概率(MAP)的CTC译码和基于BP算法的LDPC译码；接着介绍了无线衰落信道的传播特性,基于导频的最小平方差(LS)、线性最小均方差(LMMSE)、低阶线性最小均方差(LR-LMMSE)等OFDMA信道估计技术；然后介绍了为了降低峰值功率提高系统性能所采用的限幅加窗、压扩变换、选择性映射和部分传输序列等减小峰值功率的技术；最后以前面的理论研究为基础在MATLAB环境下搭建了本文的物理层仿真平台,给出了物理层仿真参数,通过理论和仿真结合的方法,对物理层OFDMA技术在性能和复杂性方面进行了讨论。本文讨论的结果可以作为应用研究的基础,具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 IEEE 802.16系列标准  7-9
  1.2 OFDMA物理层核心技术简介  9-10
  1.3 本文的主要工作  10-11
2 OFDMA物理层规范  11-15
  2.1 OFDMA概述  11-12
  2.2 IEEE 802.16e的OFDMA帧结构  12-13
  2.3 OFDMA子载波分配  13-14
  2.4 本章小结  14-15
3 OFDMA信道编码算法研究  15-28
  3.1 随机化  15
  3.2 信道编码  15-26
    3.2.1 卷积码(CC)  16-17
    3.2.2 卷积Turbo码(CTC)  17-21
    3.2.3 低密度奇偶校验码(LDPC)  21-26
  3.3 交织  26
  3.4 数据调制  26-27
  3.5 本章小结  27-28
4 OFDMA中的信道估计  28-37
  4.1 无线衰落信道的传播特性  28-32
    4.1.1 无线信道的大尺度衰落  28-29
    4.1.2 阴影衰落  29
    4.1.3 无线信道的多径衰落  29-31
    4.1.4 无线信道的时变性及多普勒频移  31-32
  4.2 OFDMA信道估计技术  32-36
    4.2.1 最小平方差(LS)算法  33
    4.2.2 线性最小均方差(LMMSE)算法  33-34
    4.2.3 低阶线性最小均方差(LR-LMMSE)算法  34-36
  4.3 本章小结  36-37
5 OFDMA峰平比研究  37-49
  5.1 OFDMA峰平比及其分布  37-39
    5.1.1 PAPR(峰平比)的定义  37-38
    5.1.2 PAPR的概率分布  38-39
  5.2 限幅和峰值加窗技术  39-41
  5.3 压扩变换  41-43
  5.4 选择性映射(SLM)减小PAR  43-45
  5.5 部分传输序列(PTS)减小PAR  45-48
  5.6 本章小结  48-49
6 OFDMA物理层仿真及分析  49-67
  6.1 仿真平台开发环境介绍  49
  6.2 OFDMA编解码仿真及分析  49-54
    6.2.1 CC编码下误码率分析  49-51
    6.2.2 CTC编码下系统误码率分析  51-53
    6.2.3 LDPC编码下系统误码率分析  53-54
  6.3 OFDMA信道估计仿真及分析  54-56
  6.4 OFDMA物理层仿真平台设计  56-66
    6.4.1 仿真平台流程框图  56-57
    6.4.2 物理层参数设置  57
    6.4.3 主要模块功能介绍  57-64
    6.4.4 仿真结果分析  64-66
  6.5 本章小结  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70

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