基于IEEE802.11a无线标准的STC-OFDM系统性能研究

时码最初的设计和已经取得的成果都是基于窄带无线系统平坦衰落信道，但许多无线信道在本质上都是频率选择性衰落的。最近，越来越多的研究集中于提供高数据率业务和宽带无线信道上的移动计算。在宽带无线通信中，符号周期变得越来越小（与信道延迟扩展相比），因此发射信号要经历频率选择性衰落，使得空时编码技术可以在宽带系统中实现非常高的数据率。但是频率选择性信道上的最大似然译码非常复杂，因此需要通过减少码间干扰（ISI）来改善频率选择性衰落信道空时码性能。

通过减少ISI,可以将频率选择性信道转变为频率非选择性信道。减少ISI的传统方法是在接收机中使用自适应均衡器。最优空时均衡器可以抑制ISI，因此，频率选择性衰落信道变成无符号间干扰。该方法的主要缺点是接收机的复杂度较高，因为必须在接收机使用多入多出均衡器(MIMO-EQ)[1]。本文提出使用OFDM技术，在OFDM中，将整个信道分成许多窄的并行子信道，因此增加了符号周期，并且减少或消除了多径环境引起的ISI。由于OFDM系统中不需要MIMO-EQ，因此该方法相对来说具有一定的优越性。OFDM技术与不同的编码结合所表现的性能改善是不相同的,文中提出对STBC-OFDM与VBLAST-OFDM结合技术的比较分析,通过仿真验证了STBC-OFDM系统的优越性。在此基础上研究了OFDM技术的相关参数以及交织器对STBC-OFDM系统性能的影响，说明了在使用估计法时尽可能使用大系统，系统的信道估计会更加准确，并且随机交织器有助于显著改善多径衰落信道下系统性能并能在各种信道上达到合理的鲁棒性。

1 IEEE802.11a标准与系统模型

在IEEE802.11a中，OFDM系统使用 GHz频段，占用20 MHz带宽,提供速率为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的数据通信能力。其中对于6 Mb/s、12 Mb/s、24 Mb/s的发送和接收数据速率的支持是必备的。系统采用经BPSK、QPSK、16-QAM或64-QAM调制的52个子载波。前向纠错采用1/2、2/3或3/4的卷积编码。图1为IEEE802.11a收发信机原理框图[2-3]。

本文基于IEEE802.11a标准协议,将STC合并到IEEE802.11a系统中,以此来获得适合高数据率业务高速率数据包传输系统。修改后的模型框图如图2所示，在图中添加了两个新的模块，即图中阴影线框所示：发射端的"发射分集编码器"、接收端的"分集合并"。发送端的编码器将调制信号转换成空时编码的信号。接收端的分集合并在解多路复用器中获得输出值，并且进行空时编码。根据这一修改,能够在MIMO中充分利用IEEE802.11a系统，获得适合高吞吐量业务应用的高速率数据包传输系统[3]。

在IEEE802.11a协议标准下对于STC-OFDM系统模型进行分析，对于有K个OFDM子载波,发射天线为Nt、接收天线为Nr的基带STC-OFDM通信系统,系统总的带宽为W。将总带宽分成K个相互重叠的子频带。

在每一时刻t对信息比特分组编码，产生空时码字为:

作者：吕 波 李 云 周 杰空   来源：电子技术应用