（通信與信息系統(tǒng)專業(yè)論文）符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡ofdm接收機(jī).pdf

摘要 本文介紹了正交頻分復(fù)用o f d m 技術(shù)的發(fā)展簡史、基本原理及其優(yōu)、缺點(diǎn)。 深入研究了高清晰度數(shù)字電視h d t v 中以d v b t 為標(biāo)準(zhǔn)的符號定時(shí)同步技術(shù)， 在分析現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的符號定時(shí)同步算法，并給出f p g a 實(shí) 現(xiàn)框圖。m a t l a b 仿真表明，該算法具有十分良好的性能。同時(shí)，本文對無線局域 網(wǎng)w l a n 中以i e e e8 0 2 1 1 a 為標(biāo)準(zhǔn)的信道估計(jì)與均衡的多種算法予以對比分析， 指出這些算法的優(yōu)、缺點(diǎn)及各自應(yīng)用場合；若在硬件條件允許的情況下，適當(dāng)把 這些算法組合，將會(huì)得到性能優(yōu)越的系統(tǒng)。 關(guān)鍵字：高清晰度數(shù)字電視h 】西覲，無線局域網(wǎng)瑚礦 編碼的正交頻分復(fù)用毯疆翻退 符號定時(shí)同步 信道估計(jì)導(dǎo)均衡1 。 a b s t r a c t t h i s p a p e r i n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n t h i s t o r y , t h ef u n d a m e n t a lp r i n c i p a la n d t h e a d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ft h eo f d mt e c h n i q u e af u r t h e rr e s e a r c ho nt h e s y m b o lt i m i n gr e c o v e r yt e c h n i q u eb a s e do nt h ed v b - ts t a n d a r di sm a d e an e w s y m b o lt i m i n gr e c o v e r ya l g o r i t h mi sp r o p o s e do nt h eb a s i so fp r e s e n ta l g o r i t h m s a v a i l a b l ea n da l s ot h ed i a g r a mo fi t sf p g ar e a l i z a t i o n m a t l a bs i m u l a t i o n sp r o v et h e g o o dp e r f o r m a n c eo ft h i sn e wm e t h o d a l s o ，t h i sa r t i c l em a k e ss o m ea n a l y s i sf o r c h a n n e le s t i m a t i o na n d e q u a l i z a t i o nt e c h n i q u e u n d e ri e e e8 0 2 1las t a n d a r di n w l a ns y s t e m a d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e s a n dt h e i r r e s p e c t i v ea p p l i c a t i o n l i m i t a t i o na r el i s t e do u t i fh a r d w a r ep e r m i t t e d ，w i t ht h ep r o p e rc o m b i n a t i o no ft h e s e a l g o r i t h m s ，as y s t e mw i t he x c e l l e n tp e r f o r m a n c e w i l lb ed e r i v e d k e yw o r d s ：h i g hd e f i n i t i o nt v w i r e l e s sl o c a ln e t w o r k o r t h o g o n a lf r e q u e n c y d i v i s i o nm u l t i p l e x i n gc h a n n e le s t i m a t i o na n de q u a l i z a t i o n 第一章緒論 第一章緒論 近年來，由于大規(guī)模集成電路( v l s i ) 技術(shù)和數(shù)字信號處理( d s p ) 技術(shù)的 飛速發(fā)展，鑒于諸如：抗多徑和脈沖噪聲、在高效帶寬情況下的高速傳輸能力、 根據(jù)信道條件對子載波進(jìn)彳亍靈活調(diào)制及功率分配的能力等優(yōu)點(diǎn)，正交頻分復(fù)用 o f d m ( o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ) 技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng) 用，已成為高速無線通信的核心技術(shù)。 1 1o f d m 技術(shù)發(fā)展簡述 o f d m 技術(shù)的應(yīng)用可以追溯到本世紀(jì)六十年代，主要用于軍事高頻通信系統(tǒng)， 例如k i n e p l e 、a n d e f t 及k a t h r y n ，但當(dāng)時(shí)一個(gè)o f d m 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù) 雜，從而限制了其進(jìn)一步推廣：直到七十年代，人們提出了采用離散傅立葉變換 來實(shí)現(xiàn)多個(gè)載波的調(diào)制，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，才使得o f d m 更趨于實(shí)用化；八十年 代，研究的重點(diǎn)放在了如何將o f d m 技術(shù)應(yīng)用于高速m o d e m ：進(jìn)入九十年代以 來，對o f d m 技術(shù)的研究深入到無線調(diào)頻信道上的寬帶數(shù)據(jù)傳輸。在高速( 寬帶) 無線應(yīng)用環(huán)境下，o f d m 技術(shù)的優(yōu)勢很突出，而且可以用有效的新技術(shù)去修正和 彌補(bǔ)o f d m 的固有缺點(diǎn)，它已被廣泛地應(yīng)用到民用通信系統(tǒng)中。 o f d m 現(xiàn)被多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所采納，如：用于高清晰度數(shù)字電視h d t v ( h i g h d e f i n i t i o nt v ) 研究的地面數(shù)字視頻廣播d v b t ( t e r r e s t r i a ld i g i t a lv i d e o b r o a d c a s t i n g ) 、a t s c ( a d v a n c e dt e l e v i s i o ns y s t e m sc o m m i t t e e ) 標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字音頻 廣播d a b ( d i g i t a la u d i ob r o a d c a s t i n g ) ，日本綜合業(yè)務(wù)地面數(shù)字廣播i s d b t ( t e r r e s t r i a li n t e g m t e ds e r v i c e sd i g i t a lb r o a d c a s t i n g ) ，用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字用 戶線x d s l ( d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ) ( 包括非對稱、高速、超高速數(shù)字用戶線： a d s l 、h d s l 、v d s l ) ，高速無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，e t s i 的h i p e r l a n 2 及i e e e8 0 2 1 1 ， 還有多媒體無線業(yè)務(wù)，如日本的m m a c ( m u l t i m e d i am o b i l ea c c e s s c o m m u n i c a t i o n s ) 等等：在i e e e8 0 2 1 6 - 3 標(biāo)準(zhǔn)中，o f d m 技術(shù)還被應(yīng)用于固定無 線接入f w a ( f i x e dw i r e l e s sa c c e s s ) 系統(tǒng)。不僅在無線方面，在有線電視c a t v 中也采用了o f d m 技術(shù)( 文獻(xiàn) 6 ) 。 隨著對o f d m 技術(shù)研究的深入，出現(xiàn)了應(yīng)用于不同環(huán)境，性能更優(yōu)越的o f d m 技術(shù)的各種變形形式，如：o f d m 接入o f d m a ( o f d ma c c e s s ) 、矢量v o f d m ( v e c t o ro f d m ) 、寬帶w o f d m ( w i d e b a n d0 f d m ) 及使o f d m 和c d m a 技術(shù) 結(jié)合的r o f d m ( r a n d o m i z e do f d m ) 等等?？傊琽 f d m 技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的應(yīng) 用前景，愈來愈成為通信研究人員關(guān)注的核心技術(shù)。 !符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 高清晰度數(shù)字電視( h d t v ) 被視為電視發(fā)展史上的有一場重大革命。它是數(shù)字 信號處理、大規(guī)模集成電路制造、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的多項(xiàng)高科技成果的結(jié)晶，是繼 黑白電視、彩色電視之后的第三代電視，它代表著一個(gè)國家的科技綜合實(shí)力，具 有廣闊的市場前景。 無線局域網(wǎng)( l a n ) 技術(shù)也正經(jīng)歷著巨大變化?？梢詫?shí)現(xiàn)的無線l a b 數(shù)量和 應(yīng)用類型正不斷增多，而h i p e r l a n 則是下一代高速無線l a n 技術(shù)，它能給最終 用戶提供高達(dá)2 5 m w s 的高速數(shù)據(jù)，它與“藍(lán)牙”技術(shù)相結(jié)合，成為具備配置靈活、 經(jīng)濟(jì)高效、性能可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)的通信工具。 在本文中，我們只分析研究基于d v b t 標(biāo)準(zhǔn)的h d t v 同步技術(shù)和基于i e e e 8 0 2 1 1 ( a ) 標(biāo)準(zhǔn)w l a n 系統(tǒng)的信道估計(jì)與均衡技術(shù)。同步、信道估計(jì)與均衡都是通 信傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)。 1 2 本文主要工作 本文主要研究在基于d v t - b 標(biāo)準(zhǔn)、c o f d m 傳輸方案中的符號定時(shí)同步等問 題，以及在w l a n 系統(tǒng)中基于8 0 2 1 l ( a ) 及h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn)下的信道估計(jì)與均衡等 問題。論文結(jié)構(gòu)安排如下：第二章主要闡述o f d m 調(diào)制的基本原理及該技術(shù)的優(yōu)、 缺點(diǎn)；第三章結(jié)合c o f d m 發(fā)射、接收系統(tǒng)方案，對方案中的符號定時(shí)同步算法 進(jìn)行了分析研究，討論了常用的幾種定時(shí)算法，結(jié)合f p g a 實(shí)現(xiàn)，提出了一種新 的符號定時(shí)同步算法，m a t l a b 仿真結(jié)果表明該新算法具有良好的性能；第四章討 論了幾種基于8 0 2 1 l ( a ) 標(biāo)準(zhǔn)，適用w l a n 系統(tǒng)中的信道估計(jì)與均衡算法，對這 些算法進(jìn)行了對比分析和總結(jié)；并通過m m l a b 仿真指出這些算法的適當(dāng)組合會(huì)產(chǎn) 生性能優(yōu)越的通信系統(tǒng)。 第二章o f d m 技術(shù) 第二章o f d m 技術(shù) 正交頻分復(fù)用o f d m 的概念源自頻分復(fù)甩f d m ( f r e q u e n c yd i v i s i o n m u l t i p l e x i n g ) 及多載波通信m c ( m u l t i c a r r i e rc o m m u n i c a t i o n ) 技術(shù)。f d m 在電 話網(wǎng)中應(yīng)用十分普遍，它用不同的頻率信道攜帶不同的用戶信息，每個(gè)信道由傳 輸?shù)闹行念l率來識別，為保證鄰近信道的信號不相互干擾，在不同的信道問常插 入保護(hù)間隔。m c 與f d m 基本思想一致，采用多個(gè)載波信號，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流 分解成多個(gè)比特流，每個(gè)子數(shù)據(jù)流具有低得多的傳輸比特速率，并且用這些數(shù)據(jù) 流去并行調(diào)制多個(gè)載波。顯然，在多載波調(diào)制的子信道中，數(shù)據(jù)傳輸速率降低， 信號波形加長。多載波調(diào)制可通過多種技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)，如o f d m 、多音實(shí)現(xiàn) ( m u l t i t o n er e a l i z a t i o n ) 、m c c d m a 、編碼m c m ( c o d e dm u l t i c a r r i e rm o d u l m i o n ) 等等。其中的o f d m 就是在m c 的基礎(chǔ)上，使不同的子載波間相互正交，有利于 克服f d m 中頻譜效率低的不足。下面介紹o f d m 的基本原理。 2 1o f d m 基本原理 無線信道( 特別是陸地移動(dòng)信道) ，由于地面情況的復(fù)雜性，發(fā)射的信號往往是 經(jīng)過多條路徑到達(dá)接收端，即存在多徑傳播效應(yīng)，從而使接收信號相互重疊產(chǎn) 生信號波形間的相互干擾，造成接收端判斷錯(cuò)誤，嚴(yán)重影響信號傳輸質(zhì)量( 時(shí)間 彌散性) ，特別是在信號傳輸速率較高的情況下更是如此。這是由于當(dāng)信號波形的 周期很短而信號傳輸速率又非常高時(shí)，接收端信號波形重疊程度進(jìn)一步加深，信 號間的干擾將更加嚴(yán)重。從另一角度看，當(dāng)信號波形的傳輸速率較高時(shí)，信號帶 寬較寬，當(dāng)信號帶寬接近和超過信道相干帶寬時(shí)，信道的時(shí)間彌散特性將對接收 信號造成頻率選擇性衰落，為確保正確的數(shù)據(jù)傳輸，必須對信號的傳輸速率加以 限制。因此可以說時(shí)間彌散是使無限信道傳輸速率受限的主要原因之一。 前已述及，o f d m 與f d m 技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)之一就是前者的頻譜利用率大大 提高，如下圖示意：( n 為分成的子信道數(shù)目，w 為帶寬) 一4 符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) o f d m 舴2 趙 一一r 、 i rr n = 1 f d m r 膾 w 魚，鯫 圖2 1f d m 與o f d m 頻譜比較示意圖 由圖2 i 看出，使用o f d m 方法，節(jié)省帶寬近乎5 0 。 o f d m 子信道譜與o f d m 信號譜( 重疊) 如圖2 2 、2 3 所示 = 2 r f = 二r f = ：r q i 喜l 一尉。 籬 、 ： ： l ； ： -0 ； ， ， i i 卜 一l 一一- tr f 毒“ -l i 【 a l r 、 ， ； ： 。少：、鸛 一弋， v 、f l 妒一 v x 、；- - - f u ； 圖2 2 0 f d m 子信道譜圖2 3 0 f d m 信號譜 o f d m 信號是由大量在頻率上等間隔的載波構(gòu)成，載波間隔一般取為符號 周期瓦的倒數(shù)。當(dāng)每個(gè)子信道的符號由矩形時(shí)間脈沖組成時(shí)，每個(gè)調(diào)制載波的頻 譜為s i n x x 的形狀，其峰值相應(yīng)于所有其它載波的頻譜中的零點(diǎn)。載波中。( ，) 可以 是s i n 函數(shù)或指數(shù)形式： 第二章o f d m 技術(shù) 。( ，) 1m ! ：；m = p “ f b ， l 、0 ， r 【o ，瓦】 ( 2 1 ) 其它 其中，為載波間隔；：帶寬；載波幅度值由映射后的復(fù)數(shù)值x 決定，n 為載波 指示，m 為。肋m 符號或幀指示。對于連續(xù)傳輸而言，腳為整數(shù)，me ( 一o ( 3 ，+ 。) 口 中。( f ) 頻譜相互交疊，滿足正交條件： e 中。( ，) 。( ，= 0 ， 口。( ，】2 d t = 瓦 ( 2 2 ) ( 2 3 ) 在發(fā)射端，發(fā)射數(shù)據(jù)經(jīng)q a m 調(diào)制形成o f d m 基帶信號，然后經(jīng)串并變換成 n 路并行的數(shù)據(jù)，再去調(diào)制相互正交的n 個(gè)子載波，相加形成發(fā)射信號，即： 調(diào)制時(shí)： 。 s m ( f ) = x 。巾。( f m t )( 2 4 ) n = o + 一l s o ) = 。( f 一州r ) ( 2 5 ) 接收端，輸入信號分別用n 個(gè)子載波進(jìn)行混頻和積分，再經(jīng)并串變換和q a m 解調(diào) 就可恢復(fù)數(shù)據(jù)。解調(diào)時(shí)： 。 。2 i i 聃) m 。+ ( r 協(xié)( 2 - 6 ) o f d m 發(fā)射、接收原理框圖如下：。、一 ?；? 弘 寓 輸入。 剛丸 并 + 電p 映 變 x 一 信號7 射 換 蕊瞄述 兒 圖2 4o f d m 發(fā)射原理框圖 !符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 圖2 5o f d m 接收原理框圖 與通常的頻分復(fù)用技術(shù)( f d m ) 相比，正是由于o f d m 各子載波間的正交性 使得帶寬效率大大提高。但信道的作用會(huì)使這種正交性減弱，因此，采用o f d m 技術(shù)常常加入保護(hù)間隔來防止i s i 、i c i 的影響。保護(hù)間隔示意圖如下： 保 一 r _ i復(fù)制 卜 千l l 一爪n p n l 在# 旦e 古 。 圖2 6 加保護(hù)間隔的0 f d m 符號 考慮到帶寬效率和信噪比損失，保護(hù)間隔不能選得過長，通常情況下應(yīng)大于信道 的最大脈沖時(shí)延；但選得過短，也會(huì)引起嚴(yán)重的i s i 和i c i 。由于加入保護(hù)間隔而 使接收機(jī)端的信噪比損失為： s n r t o s s = - l o l 。g l o ( 吲 2 2 利用離散傅氏變換實(shí)現(xiàn)o f d m o f d m 備受關(guān)注的重要原因之一就是它可以利用離散傅立葉反變換離散傅 第二章o f d m 技術(shù) 立葉變換( i d f t d f t ) 代替多載波調(diào)制和解調(diào)。 在早期技術(shù)中，要實(shí)現(xiàn)o f d m 中子載波的分離，使用濾波器分割頻帶的方法， 這要求很陡的濾波器特性，實(shí)現(xiàn)起來十分困難。之后，w e i n s t e i n 和e b e r t 創(chuàng)建了高 效的d f t 方法( 文獻(xiàn) 5 】) 。使用d f t 主要鑒于兩個(gè)原因：1 ) d f t 建立在常規(guī)f f t 采樣基礎(chǔ)上，在時(shí)域和頻域上都是周期性的，這樣可避免由于信號非時(shí)限所帶來 的存儲問題；2 ) 便于技術(shù)實(shí)現(xiàn)，造價(jià)低廉。一般來說，由于時(shí)域信號的非周期性， 把d f t 應(yīng)用到o f d m 中是不可行的，但保護(hù)間隔的加入，使得對接收機(jī)而言，可 把o f d m 符號看成周期性的，接收信號為發(fā)送信號和信道脈沖響應(yīng)的周期性卷積。 o f d m 系統(tǒng)中的每個(gè)載波可寫為： ， s ( f ) = 彳e j2 礬 ( 2 7 ) 其中，是第m 個(gè)d f d m 符號第”個(gè)子載波的相應(yīng)的幅度值，在區(qū)間 沏一1 ) r f 1 0 ) 的o f d m 符號進(jìn)行平均來獲得顯著的相關(guān)峰，對高速的包傳輸，同步 時(shí)間必須盡量短，因此可使用接收機(jī)已知數(shù)據(jù)內(nèi)容的特殊o f d m 訓(xùn)練符號形式實(shí) 現(xiàn)同步，這種訓(xùn)練結(jié)構(gòu)如下圖所示： 工t ，氣i ：詆1 0 收磊1 _ f 石瓜磊磊五斯函_ i ) 。t a _ 出；矗d a 磊t a i ，bh h hhi u l i 。 ( ；e i t ii 、 【( 詛1s l g n l i g i i l l g l i 2 信a 號g 檢c 測簍囂篙箬計(jì)撼羹差數(shù)據(jù)定時(shí)同步細(xì)頻偏估計(jì)長度 ” 圖3 5o f d m 訓(xùn)練結(jié)構(gòu) 在本章，我們將主要研究d v b t 中的符號定時(shí)同步技術(shù)。 7 信道估計(jì)及均衡 在無線通信中，被映射成字符的信息源需要通過信道進(jìn)行傳輸，會(huì)受到碼間干擾 ( i s i ) 和信道間干擾( i c i ) 的作用，信道響應(yīng)特性在實(shí)際中常常是未知的：特別 地，移動(dòng)無線信道的響應(yīng)特性是時(shí)變的，因此需要進(jìn)行信道估計(jì)。為補(bǔ)償或減小 接收信號的碼間干擾還需對估計(jì)后的信道進(jìn)行均衡。在8 0 2 1 l ( a ) 及h i p e r l a n 2 標(biāo) 準(zhǔn)中，利用o f d m 訓(xùn)練結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)長符號實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)。在下一章中，將對基 于i e e e8 0 2 11 ( a ) 或h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn)的信道估計(jì)及均衡做重點(diǎn)討論分析。 3 2c o f d m 系統(tǒng)的符號定時(shí)同步算法研究 同步問題是c o f d m 系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題，主要包括：符號定時(shí)同步、頻率同 步和采樣鐘同步。 符號定時(shí)同步：對接收機(jī)而言，由于無法知道信道延遲及發(fā)端發(fā)送信號的確切 時(shí)i n j ，因此必須找到已接收o f d m 符號的起始位置，以便準(zhǔn)確地去掉保護(hù)間隔，定 出f f t 數(shù)據(jù)變換窗口。 第三章c o f d m 系統(tǒng)的符號定時(shí)同步 頻率同步：在o f d m 系統(tǒng)中，由于收發(fā)兩端振蕩器不匹配或移動(dòng)無線信道中的多 普勒效應(yīng)，常會(huì)出現(xiàn)載波頻率偏差，引入載波間干擾i c i ，從而降低整個(gè)系統(tǒng)性能， 這就要求必須精確地估計(jì)校正頻偏。 在接收機(jī)端，經(jīng)過f f t 后的r f 信號需進(jìn)行采樣，獲得離散信號以便做進(jìn)一步處 理，采樣鐘的頻率偏移所產(chǎn)生的采樣增減現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致符號定時(shí)偏移，因此需估計(jì)并 補(bǔ)償采樣鐘偏移，以保持最佳的采樣定時(shí)。 在本章中，只討論符號定時(shí)同步問題。 3 2 1 同步部分概述 c o f d m 系統(tǒng)的同步原理框圖如下 圖3 6c o f d m 同步部分原理框圖 r c 變換后的數(shù)據(jù)流首先在符號定時(shí)同步塊利用插在數(shù)據(jù)前的保護(hù)間隔做同 步定時(shí)估計(jì)，得到時(shí)域信號的同步頭位置，同時(shí)粗略估計(jì)出頻率偏差。通過定時(shí)頻 偏控制單元去校正接收到的數(shù)據(jù)，同時(shí)用估計(jì)到的同步起始位置定出f f t 數(shù)據(jù)變 換窗口。 數(shù)據(jù)經(jīng)f f t 解調(diào)后，先用數(shù)據(jù)間內(nèi)插的連續(xù)導(dǎo)頻( c p ) 做頻率同步估計(jì)。估 計(jì)出整數(shù)倍子載波間隔的頻偏，同時(shí)得到頻域同步頭位置；然后利用連續(xù)導(dǎo)頻的 相位變化信息估計(jì)出小數(shù)倍子載波間隔的細(xì)頻偏，并將這兩個(gè)頻偏送到定時(shí)頻偏 控制單元和定時(shí)同步估計(jì)的粗頻偏一起去頻偏校正單元做數(shù)據(jù)頻偏校正。t p s 譯碼 單元利用數(shù)據(jù)內(nèi)插的t p s 導(dǎo)頻信息估計(jì)出幀同步位置，并給出采樣鐘估計(jì)所需要 的符號序列號信息和其它配置信息。采樣鐘估計(jì)用數(shù)據(jù)間內(nèi)插的散布導(dǎo)頻( s p ) 信息計(jì)算估計(jì)出由于定時(shí)同步估計(jì)偏差( 即：f f t 窗口起始位置偏差) 引起的數(shù)據(jù) 相位偏轉(zhuǎn)、公共相位誤差( c p e ) 及a d 采樣鐘偏移，將估計(jì)到的值分別送到相位 符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 校正部分和晶振v c x o 部分去校正。經(jīng)過校正的數(shù)據(jù)送到后面去做均衡，消除由于 信道多徑引起的誤差。 3 2 2 符號定時(shí)同步的m l ( 最大似然) 估計(jì) c o f d m 系統(tǒng)中的符號定時(shí)同步就是要檢測接收到采樣序列的符號起始位 置，去掉保護(hù)間隔并將有用數(shù)據(jù)送入f f t 模塊做o f d m 解調(diào)。本系統(tǒng)中符號定時(shí) 同步是在：符號定時(shí)同步和粗頻偏估計(jì)模塊中來完成。 為避免相鄰o f d m 符號或單頻網(wǎng)絡(luò)中鄰近發(fā)射機(jī)發(fā)射信號的干擾，需要在發(fā) 射前每個(gè)o f d m 塊前端插入一保護(hù)f j n 。它是將輸入采樣數(shù)據(jù)的最后l 個(gè)采樣點(diǎn) 復(fù)制，并置于數(shù)據(jù)最前端形成一o f d m 符號。該保護(hù)間隔亦可用來實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的 符號定時(shí)同步。下面給出同時(shí)估計(jì)頻偏和符號同步位置的函數(shù)框圖。 ，、00 ， 羋伍霉 _ 咂亟匝卜廠岫面霸面乎趣嬰+ iti 廣叫i i 牢k 亟一一： i b k 一) “ l - 1 延時(shí)l 圖3 7m l 法估計(jì)符號定時(shí)同步 n = 2 0 4 8 ：o f d m 符號長度。設(shè)l 是一o f d m 符號最后l 個(gè)采樣點(diǎn)集合。l 1 是l 復(fù) 制的循環(huán)前綴( 即保護(hù)間隔，本系統(tǒng)中取l = 1 2 8 ) ；r ( k ) ，k = l 2 ，2 n + l 是接收到 的觀察數(shù)據(jù)。把r ( k ) 和r ( k - n ) 分別用它們的量化值c ( k ) nc ( k n ) 代替，可推導(dǎo)出其 頻偏( 文獻(xiàn) 9 】) 為： 爿1 卸一。暈k = o - l + l 攀 ( 3 _ 1 ) 鏟瓦舡1 西麗蕊葡 從( 3 1 ) 式注意到：估計(jì)頻偏必須知道符號起始位置良因此可用c p 一n ) 的幅度而不是用它的實(shí)部來估計(jì)0 。估計(jì)鰳一個(gè)比較簡單的辦法是找到： c p + 一) 實(shí)部和虛部絕對值之和的最大值。由此可得出估計(jì)的符號定時(shí) 同步位置：目a 。：a 旭m a x 蘭 r e i o n ) i + i i m c ( k k 一) 1 第三章c o f d m 系統(tǒng)的符號定時(shí)同步 通過大量仿真發(fā)現(xiàn)：在信噪比較低、信道情況惡劣時(shí)，會(huì)出現(xiàn)符號同步位置波 動(dòng)較大的現(xiàn)象。 o 坩m 桿號長2 0 4 e i 自q t r y i 婦一。 # 軸$ 自* 1 1 并研# ，珥i 9 4 m h z s 嘩r ：5 d 日： 相 雛_ 0 3 i 0 睹商沸? 一。 i h f 裹# 、幕新情道 3 s 口：。3 5 ：日t d t d2 a 0 6 d8 0 ，1 2 0 圖3 8m l 法估計(jì)符號定時(shí)同步 由該仿真圖可看出：正確符號同步位置應(yīng)在o ，2 1 7 6 ，4 3 5 2 ，6 5 2 8 ，8 7 0 4 等處，同步頭 之間為等間隔( 2 1 7 6 ) 長。然而，由于信道影響，應(yīng)用m l 法實(shí)際估出的符號同步位 置如圖中粗短線所示：2 ，4 3 5 0 ，4 3 5 4 ，8 7 0 2 ，8 7 1 3 等，顯然，其相互之間的位置間距波 動(dòng)很大。這主要是因?yàn)閙 l 法中相關(guān)峰值不尖銳，在最大峰值附近還有其它一些 鄰近值，從而造成誤判引起的。由于符號同步頭位置的較大波動(dòng)，f f t 后各符號 因這種同步估計(jì)誤差帶來的載波相位偏轉(zhuǎn)角度不同，使定時(shí)同步估計(jì)校正不穩(wěn)定， 估計(jì)誤差增大，在更為惡劣的信道條件下甚至難以同步，影響系統(tǒng)性能。 3 2 3f - j 限估計(jì)方法 為克服m l 法同步位置波動(dòng)較大的不足，可以用一個(gè)變化的數(shù)值作為移動(dòng) 求和相關(guān)的門限：計(jì)算接收數(shù)據(jù)相關(guān)長度內(nèi)的能量，并乘一常數(shù)系數(shù)( 該常數(shù)的 選取依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)值確定) 作為門限，將該值和相應(yīng)的移動(dòng)相關(guān)值比較當(dāng)檢測 硨斂- i l l oz o f d m * * 幸o 坪滬加隔1 2 日： 1 - 移動(dòng)秉和長一伯b 砟撣攮9 1 m h 2 + 一 袖，口獅_ 03 高新自峨聲 i咖哺；舶 _ 一 琦f 秉藩倍過 i o2 0 0 04 湖6 咖日咖1 a 唧1 2 咖1 a 圖3 9 符號定時(shí)同步的門限估計(jì)法圖1 一 一 一 一 j ； 旦符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 到某一時(shí)刻，移動(dòng)相關(guān)計(jì)算得到的值大于或等于門限時(shí)，將此位置取做符號同步 起始位置。 仿真圖3 9 中，估出的同步頭位置：2 1 3 1 ，4 2 9 5 ，6 4 8 4 ，8 6 5 0 ，1 0 8 3 4 等， 其間距控制在2 1 7 6 1 5 個(gè)載波范圍內(nèi)，大大減小了同步位置波動(dòng)。但由于該法不是 用相關(guān)值的最大峰值，所以會(huì)使估計(jì)的符號起始位置與實(shí)際同步頭起始位置偏差 較大。若估出的同步頭位最在保護(hù)間隔內(nèi)，則這種偏差所帶來的符號同步誤差可 在f f t 后估計(jì)出并校正。然而，若單獨(dú)使用門限方法，門限系數(shù)的選擇是一個(gè)比 較困難的問題。門限選得過大，很可能由于超過最大的相關(guān)峰值而漏估計(jì)符號同 步位置；門限選得過小，噪聲值有可能進(jìn)入門限內(nèi)，使符號起始位置估在保護(hù)問 隔外，造成嚴(yán)重偏差使系統(tǒng)同步失敗。 車_ f f z a l f a c i2 和m _ ：2 0 4 e i 1俸護(hù)帥埔1 2 b “ l 一幫葛由t 幸瞧h ：i l + i 皋憚帥平9 ，4 m h z 籀霸晶晶j ：i 查警史堡聲： d 鬻刊諾黼jt 而槭 2 0 f 3。 o2 0 0 口 4 0 ( 3 0 一 b d 0 0e 0 0 01 0 0 0 01 2 0 0 01 4 0 0 0 圖3 1 0 符號定時(shí)同步的門限估計(jì)法圖2 如上圖所示，當(dāng)門限系數(shù)選為0 2 時(shí)，某些噪聲值已在門限內(nèi)，估出的同步頭位置： 2 0 7 3 ，4 2 7 4 ，6 4 3 1 ，8 6 2 0 ，1 0 7 8 3 等，同步頭間距控制在2 1 7 6 3 0 個(gè)載波范圍內(nèi)，但符號同 步位置起始位置卻估在保護(hù)間隔外。 鑒于m l 及門限方法的不足，本文提出了一種更好的符號同步方案，和門限 方法結(jié)合起來，從而有效地得到符號定時(shí)同步。 3 2 4 符號定時(shí)新算法的提出 在c o f d m 傳輸系統(tǒng)中，一個(gè)o f d m 幀除了有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號外，還包括散 步導(dǎo)頻單元( s p ) ，連續(xù)導(dǎo)頻單元( c p ) 和傳輸參數(shù)信令( t p s ) 導(dǎo)頻單元。導(dǎo)頻 單元可用于各種同步、信道估計(jì)、傳輸模式識別等。導(dǎo)頻信號插入位置是已知的， 各導(dǎo)頻數(shù)值由p r b s ( 偽隨機(jī)二進(jìn)制序列) 調(diào)制計(jì)算得出，所以其自相關(guān)性好，這 第三章c o f d m 系統(tǒng)的符號定時(shí)同步 啟示我們可利用導(dǎo)頻信號的強(qiáng)自相關(guān)性做符號定時(shí)同步估計(jì)，并與門限方法結(jié)合 得到準(zhǔn)確的符號起始位置。 幾種導(dǎo)頻信號都可用來估計(jì)符號起始位置，但需要考慮f p g a 的實(shí)現(xiàn)難易。 散步導(dǎo)頻s p 由于不同符號插入位置不一樣，所以必須先確知當(dāng)前符號的序列號， 這無疑增加了實(shí)現(xiàn)的難度；而t p s 導(dǎo)頻數(shù)少，自相關(guān)性不強(qiáng)，因此在實(shí)現(xiàn)時(shí)選用 4 5 個(gè)連續(xù)導(dǎo)頻c p ?！斑B續(xù)的”表示它們在所有的符號中生成。所有連續(xù)的導(dǎo)頻按 p r b s 序列來進(jìn)行調(diào)制，在“提升的”功率電平上發(fā)射。p r b s 序列發(fā)生器如下圖 所示： 初拙化序費(fèi)l 相應(yīng)調(diào)制為 p 曲s 序列起熔扶態(tài)t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 圖3 1 1p r b s 序列發(fā)生器 黜 c 附，j 2 ( 4 門) 地( 1 他一( 3 - 2 ) i m c 川j = 0 序號數(shù)k ：連續(xù)導(dǎo)頻的載波位置；m ：幀指示；l ：符號時(shí)間指示； 一個(gè)o n t o 符號中4 5 個(gè)c p 插入位置見( 文獻(xiàn) 1 ) 。 。表示p r b s 序列數(shù)值； 以下我們討論利用內(nèi)插導(dǎo)頻結(jié)合門限方法實(shí)現(xiàn)符號定時(shí)同步。 圖3 1 2 給出調(diào)制在子載波上的連續(xù)導(dǎo)頻單元實(shí)部的自相關(guān)特性，即內(nèi)插到數(shù) 據(jù)中的連續(xù)導(dǎo)頻m ( k ) 經(jīng)i f f t 后實(shí)部的自相關(guān)性。 從圖中可以看出，導(dǎo)頻有良好的自相關(guān)性，相關(guān)峰值很清晰，這啟示我們考 慮利用導(dǎo)頻的這一特性去實(shí)現(xiàn)符號定時(shí)同步的位置確定問題。 墊符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 圖3 1 2 連續(xù)導(dǎo)頻白相關(guān)特性 假定在爿阡，g 信道中，接收到的信號：，( 女) = s ( k 目) + m ( k 一目) + 月( 女) ，其中 小) 2 專州。，i , n x - 礦州m ， ( 3 - 3 ) 州) 2 寺善即叫m ， ( 3 4 ) x ；h 個(gè)o f d m 符號數(shù)據(jù)部分的子載波數(shù)；+ 表示被調(diào)制的導(dǎo)頻( c p ) 子載波點(diǎn) 集合；x 。是取自某一星座上的在第”個(gè)子載波上傳送的導(dǎo)頻符號；驤示未知的 整數(shù)倍符號定時(shí)偏移； ”( 女) ：均值為0 、方差為盯2 的加性復(fù)高斯白噪聲。通過 研究鰳?biāo)迫缓瘮?shù)，遍歷融所有可能值，使似然函數(shù)最大的曰就是符號定時(shí)偏 移，即： a 0 ：a r gm a x f p ) ) = p ” 口 f p ) = p f , ，p ) + ( 1 一，) f p p ) 為保護(hù)間隔長度： 戶= 夏a 丙s n 麗r ， ( 3 5 ) ( 3 6 ) f ，p ) 峨 勞k = o ( 岫g + ) 一i po 白+ l - 1 晰+ f r 似+ 】2 ) ( 3 一，) 式中利用了接收信號保護(hù)間隔帶來的多余度：下式： 僻( 1 + d r ，啦功卜脅砷m m 雄一胡( 3 - 8 ) ：馬 i j舳 第三章c o f d m 系統(tǒng)的符號定時(shí)同步 則利用了導(dǎo)頻c p 信號所攜帶的信息。函數(shù)c p 琺際上是取相距，個(gè)子載波間隔 的各采樣點(diǎn)做相關(guān)，因而可以識別保護(hù)間隔的位置；而函數(shù)c 。曰旭含了一個(gè)和 導(dǎo)頻匹配的濾波器，根據(jù)p 的值權(quán)衡信號多余度攜帶的信息和導(dǎo)頻信息。對于信 噪l l 高( p z l 情況，主要是用保護(hù)間隔多余度估計(jì)；而對于低信噪比( p zo x 即信道條件惡劣時(shí)估計(jì)更多地依賴于導(dǎo)頻信號。這是因?yàn)橛帽Ｗo(hù)間隔做符號定時(shí) 同步產(chǎn)生的相關(guān)峰不尖銳，附近還有鄰近值，因而產(chǎn)生模糊度：利用導(dǎo)頻估計(jì)可 產(chǎn)生很清晰的峰，這樣可避免由于突發(fā)干擾形成的假峰值而造成的符號定時(shí)估計(jì) 錯(cuò)誤。 實(shí)現(xiàn)框圖 圖3 1 3門限、導(dǎo)頻做符號定時(shí)框圖 在圖3 1 4 中，仿真參數(shù)：n = 2 0 4 8 令子載波間隔；l = 1 2 8 采樣點(diǎn)的保護(hù)間 1 口5 o 1 d 5 0 1 05 0 圖3 1 4 門限、導(dǎo)頻做符號定時(shí)同步仿真 隔；s n r = 5 d b ；頻偏為0 2 倍的子載波間隔；多徑信道為瑞利衰落信道；移動(dòng)求和相關(guān) 符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 長度為1 0 8 。( 圖1 ) 表示不加任何頻偏、噪聲和多徑( 即理想信道) 情況下，利用 該法得到的符號同步位置；( 圖2 ) ：有頻偏、噪聲和多徑；( 圖3 ) ：經(jīng)過頻偏校正后 利用該法得到的同步位置。 圖中可以明顯看出：與利用m l 法得到的相關(guān)數(shù)值相比，利用內(nèi)插導(dǎo)頻法得到的 相關(guān)峰值很清晰，和適當(dāng)?shù)拈T限相結(jié)合，會(huì)得到相當(dāng)準(zhǔn)確的符號定時(shí)同步位置。( 圖 2 ) 第3 、第4 個(gè)門限內(nèi)沒有相關(guān)峰值，在本同步系統(tǒng)中，可以通過調(diào)整同步、失步 計(jì)數(shù)器對同步系統(tǒng)做后續(xù)處理。 3 3 同步部分f p g a 實(shí)現(xiàn)概述 整個(gè)同步部分利用m a x + p l u si i 及q u a r t u s 軟件仿真，分別用兩個(gè) a l t e r a 公司生產(chǎn)的a p e x 2 0 系列6 0 萬門f p g a 芯片實(shí)現(xiàn)，以f f t 模塊為界， f f t 前做符號定時(shí)同步和頻率粗同步：f f t 后：頻率細(xì)同步( 包括整數(shù)倍和小數(shù) 倍頻偏) 和采樣鐘同步。對于具體的符號定時(shí)同步實(shí)現(xiàn)，為簡化實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，可以 只使用已知導(dǎo)頻信號的符號位：接收數(shù)據(jù)信號只取量化后的高幾位做相關(guān)估計(jì)運(yùn) 算，仍然可得到較好的估計(jì)效果。如圖3 1 5 ： c p 一 ，+ ( 七) 椰了1 ( 2 0 4 8 點(diǎn)) 卜制取實(shí)部卜- 叫取符號位 圖3 1 5 簡化的導(dǎo)頻、門限算法框圖 另外，在實(shí)際調(diào)試時(shí)，可預(yù)留端口專門用來調(diào)節(jié)門限系數(shù)。 3 4 本章小結(jié) 卷積 運(yùn)算 文中結(jié)合實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)，在提出適合于數(shù)字電視地面廣播c o f d m 傳輸系統(tǒng) 同步解決方案的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)仿真分析了國內(nèi)外幾種符號同步處理算法，對其性 能進(jìn)行了比較和總結(jié)，提出了一種新的門限結(jié)合導(dǎo)頻分析的符號定時(shí)同步算法， 陔方法利用數(shù)據(jù)內(nèi)插導(dǎo)頻，可以只用一個(gè)更短的循環(huán)前綴( 保護(hù)間隔) 達(dá)到更高 性能，從而降低了開銷，并使數(shù)據(jù)傳輸效率更高。該算法仿真性能很好，克服了 m l 法和門限分析法的不足，可以較好地實(shí)現(xiàn)符號定時(shí)同步。實(shí)際上，還有其它關(guān) 一蔓三蘭蘭旦! 旦堅(jiān)墨墮塑笪量室墮旦壟2 3 于符號定時(shí)同步的算法，比如，還可在符號最前段插入一段小m 序列并結(jié)合保護(hù) 間隔的方法來做符號定時(shí)同步，即利用訓(xùn)練符號的方法做同步。這種方法在w l a n 的i e e e 8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)中，專門在包前綴中有訓(xùn)練符號實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步，我們在此不做分 析和驗(yàn)證。 第四章無線局域網(wǎng)的信道估計(jì)與均衡 第四章無線局域網(wǎng)的信道估計(jì)與均衡 無線局域網(wǎng)( w l a n ) 是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其應(yīng)用 范圍非常廣泛。若將其應(yīng)用劃分為室內(nèi)和室外的話，室內(nèi)應(yīng)用包括：大型辦公室、 車間、智能倉庫、臨時(shí)辦公室、會(huì)議室、證券市場；室外應(yīng)用包括：城市建筑群 間通信、學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)、工礦企業(yè)廠區(qū)自動(dòng)化控制與管理網(wǎng)絡(luò)、銀行金融證券城 區(qū)網(wǎng)、礦山、水利、油田、港口、碼頭、江河湖壩區(qū)、野外勘測實(shí)驗(yàn)、軍事流動(dòng) 網(wǎng)、公安流動(dòng)網(wǎng)等等。由于其安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、易于擴(kuò)展等優(yōu)勢， 它給人們帶來的影響是無可爭議的。如今，每天大約有1 5 萬人成為新的無線用戶， 全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量目前已超過2 億，這些人使用無線技術(shù)的方式和他們 自身的工作一樣都在不斷更新。 4 1w l a n 標(biāo)準(zhǔn)概述 當(dāng)前，多種因素推動(dòng)著無線局域網(wǎng)的發(fā)展：首要因素是產(chǎn)品價(jià)格；其次是標(biāo) 準(zhǔn)：最后是其共享外設(shè)和寬帶i n t e m e t 連接的家庭應(yīng)用。w l a n 目前仍處于眾多標(biāo) 準(zhǔn)共存的時(shí)期，其主要原因是技術(shù)發(fā)展太快，標(biāo)準(zhǔn)跟不上技術(shù)的發(fā)展，在眾多的 標(biāo)準(zhǔn)中，最引人注目的是在i e e e8 0 2 1 1 及e t s i r e sl o ( 現(xiàn)為高性能無線局域網(wǎng)， 即h i p e r l a n 指導(dǎo)下開發(fā)的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)1 。本章主要闡述i e e e8 0 2 1 1 及 h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn)，這也是下一章：信道估計(jì)與均衡中所基于的標(biāo)準(zhǔn)。 4 1 1i e e e8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn) 協(xié)議概述： 1 9 9 7 年，i e e e8 0 2 1 1 無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程 碑。8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)除了介紹無線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)及各種不同的性能外，還使得各種不 同廠商的無線產(chǎn)品得以互聯(lián)。另外，標(biāo)準(zhǔn)使核心設(shè)備執(zhí)行單芯片解決方案，降低 了采用無線技術(shù)的造價(jià)。8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)的頒布，使得無線局域網(wǎng)在各種有移動(dòng)要求 的環(huán)境中被廣泛接受。 8 0 2 1 l 標(biāo)準(zhǔn)在1 9 9 7 的版本中主要對網(wǎng)絡(luò)的物理層和媒質(zhì)訪問控制層( m a c ) 進(jìn)行了規(guī)定，其中對m a c 層的規(guī)定是重點(diǎn)。各廠商的產(chǎn)品在同一物理層上可以相 互操作，而邏輯鏈路控制層( l l c ) 是一致的，即m a c 層以下對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明 符號定時(shí)同步、信道估計(jì)與均衡( o f d m 接收機(jī)) 的。在m a c 層以下，8 0 2 1 1 規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：兩種采用射頻技術(shù)、 擴(kuò)頻( s p r e a ds p e c t r u m ) 技術(shù)和窄帶( n a r r o wb a n d ) 技術(shù)，頻帶為 2 4 0 0 m h z 2 4 8 3 5 m h z ；另一種是紅p l - ( i n f r a r e d ) 技術(shù)，用紅外光來傳輸。而擴(kuò)頻又分 為直接序列擴(kuò)頻技術(shù)( d s s s ) 和跳頻( f r e q u e n c y h o p p i n g ，f h ) 擴(kuò)頻技術(shù)。 2 0 0 0 年8 月，8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)得到了進(jìn)一步的完善和修訂，并成為i e e e a n s i 和 1 s o i e c 的一個(gè)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)，i s o i e c 將該標(biāo)準(zhǔn)定為i s o8 8 0 2 ，1 1 。這次8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn) 的修訂內(nèi)容包括用一個(gè)基于s n m p 的m i b 來取代原來基于o s i 協(xié)議的m i b 。另外， 還增加了兩項(xiàng)新內(nèi)容： 8 0 2 1 1 a 一擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，規(guī)定該層使用5 g h z 的頻帶。該標(biāo)準(zhǔn)采用正 交頻分調(diào)制數(shù)據(jù)，傳輸效率范圍為：6 m b p s 5 4 m b p s 。這樣的速率既能滿足室內(nèi)， 也能滿足室外的應(yīng)用。 8 0 2 1 1 b 一它是8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)的另一個(gè)擴(kuò)充，它規(guī)定采用2 4 g h z 頻帶，調(diào)制方 法采用補(bǔ)償碼鍵控( c k k ) 。c k k 來源于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，多速率機(jī)制的介質(zhì) 接入控制( m a c ) 確保當(dāng)工作站之間距離過長或干擾太大，信噪比低于某個(gè)門限 時(shí)，傳輸速率能夠從1 1 m b p s 自動(dòng)降到5 5 m b p s ，或者根據(jù)直接序列擴(kuò)頻技術(shù)調(diào)整 到2 m b p s 和1 m b p s 。8 0 2 1 1 b 對無線局域網(wǎng)通信的最大貢獻(xiàn)是可以支持兩種速率： 5 5 m b p s 和1 1 m b p s 。要做到這一點(diǎn)，就需要選擇d s s s 作為該標(biāo)準(zhǔn)的唯一物理層 技術(shù)，因?yàn)?，目前在不違反f c c 規(guī)定的前提下，采用跳頻技術(shù)無法支持更高的速 率。這意味著8 0 2 1 i b 系統(tǒng)可以與速率為1 m b p s 和2 m b p s 的8 0 2 1 1d s s s 系統(tǒng)交 互操作，但是無法與1 m b p s 和2 m b p s 的8 0 2 1 1f h s s 系統(tǒng)交互操作。 5 g h z 頻帶的8 0 2 1 l a 不是使用2 4 g h z 頻帶的擴(kuò)展頻譜技術(shù)，而是已發(fā)展到 正交頻分多路復(fù)用( o f d m ) 的技術(shù)，有助于提高速度和改進(jìn)信號質(zhì)量，并可克服 干擾，擴(kuò)展頻譜技術(shù)必須以直接序列發(fā)送信號，而o f d m 技術(shù)則可將無線信道分 成以低數(shù)據(jù)速率并行傳輸?shù)姆诸l率，然后將這些頻率一起發(fā)至接收端。該方法可 大大提升無線局域網(wǎng)的速度和整體的信號質(zhì)量。 4 1 2 h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn) 基于8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品所提供的帶寬從1 m b p s 到1 l m b p s 不等但 是，現(xiàn)在這些無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在性能上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相比，這就 使得如今的無線網(wǎng)絡(luò)在性能方面與采用g s m 、a m p s 等技術(shù)的廣域蜂窩網(wǎng)絡(luò)似乎 沒有實(shí)質(zhì)性的區(qū)別。盡管也支持一些速率較低的數(shù)據(jù)通信，但這些無線網(wǎng)絡(luò)的最 第四章無線局域網(wǎng)的信道估計(jì)與均衡 主要應(yīng)用還是支持話音服務(wù)。為了滿足未來的i n t e m e t i n t r a n e t 訪問的需求，業(yè)界 正在開發(fā)新一代的w l a n 和蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這些新一代的技術(shù)將在q o s 、安全及 性能方面進(jìn)行改進(jìn)。h i p e r l a n 2 最引人注目之處是它能夠在5 g h z 的頻段上運(yùn)行， 而傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)技術(shù)大多使用8 0 2 1 1 標(biāo)準(zhǔn)的2 4 g h z 頻段。另外，h i p e r l a n 2 和i e e e8 0 2 1 1 a 具有相同的物理層，因此它們可以共享相同的部件，從而降低成 本。h i p e r l a n 2 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在去年年底被最終確定下來。 歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)( e t s i ) 正在開發(fā)h i p e r l a n 標(biāo)準(zhǔn)，包括四種標(biāo)準(zhǔn)： h i p e r l a n l 、h i p e r l a n 2 設(shè)計(jì)用于戶內(nèi)無線骨干網(wǎng)的h i p e r l i n k 、以及設(shè)計(jì)為用于 固定戶外應(yīng)用訪問有線基礎(chǔ)設(shè)施的h i p e r a c c e s s 。h i p e r l a n l 提供了一條實(shí)現(xiàn)高速 無線局域網(wǎng)連接、減少無線技術(shù)復(fù)雜性的快捷途徑，并采用了在g s m 蜂窩網(wǎng)絡(luò)和 c d p d 中廣為人知并廣泛使用的高斯最小移頻鍵控( g s m k ) 調(diào)制技術(shù)，h i p e r l a n 2 則采用了正交頻分復(fù)用( o f d m ) 技術(shù)。 h i p e r l a n 2 的應(yīng)用特點(diǎn)： 第一個(gè)特點(diǎn)，是通過接入點(diǎn)連接有線網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)。像其他無線l a n 技術(shù)一樣， h i p e r l a n 2 可讓