1 下一代高速无线局域网标准IEEE802.11n( 二 )


无线数据业务一般都存在非对称性,即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量 。因此无论从用户高速数据传输业务的需求,还是从无线通信自身来考虑,都希望物理层支持非对称高速数据传输,而OFDM轻易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率 。
由于无线信道存在频率选择性,所有的子信道不会同时处于比较深的衰落情况中,因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法,充分利用信噪比高的子信道,从而提升系统性能 。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波,因此OFDM系统在某种程度上反抗这种干扰 。
另外,同单载波系统相比,OFDM还存在一些缺点,易受频率偏差的影响,存在较高的峰值平均功率比(PAR) 。
OFDM技术有非常广阔的发展前景,已成为第4带移动通信的核心技术 。IEEE802.11a g标准为了支持高速数据传输都采用了OFDM调制技术 。目前,OFDM结合时空编码、分集、干扰(包括符号间干扰ISI和邻道干扰ICI)抑制以及智能天线技术,最大程度的提高物理层的可靠性 。如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术,可以使其性能进一步优化 。
3.1.2多入多出(MIMO)
多入多出(MIMO)技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破 。MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率 。普遍认为,MIMO将是新一代无线通信系统必须采用的要害技术 。
在室内,电磁环境较为复杂,多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使的实现无线信道的高速数据传输比有线信道的困难 。多径效应会引起衰落,因而被视为有害因素 。然而研究结果表明,对于MIM0系统来说,多径效应可以作为一个有利因素加以利用 。通常,多径要引起衰落,因而被视为有害因素 。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道 。MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的 。传输信息流S(k)经过空时编码形成N个信息子流Ci(k),i=1,……,N 。这N个子流由N个天线发射出去,经空间信道后由M个接收天线接收 。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流,从而实现最佳的处理 。
【1 下一代高速无线局域网标准IEEE802.11n】
非凡是,这N个子流同时发送到信道,各发射信号占用同一频带,因而并未增加带宽 。若各发射接收天线间的通道响应独立,则MIMO系统可以创造多个并行空间信道 。通过这些并行空间信道独立地传输信息,数据率必然可以提高 。
MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化,从而可实现高的通信容量和频谱利用率 。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理 。
系统容量是表征通信系统的最重要标志之一,表示了通信系统最大传输率 。对于发射天线数为N,接收天线数为M的多入多出(MIMO)系统,假定信道为独立的瑞利衰落信道,并设N、M很大,则信道容量C近似为公式[1]
 C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2) (1)
其中B为信号带宽,ρ为接收端平均信噪比,min(M,N)为M,N的较小者 。上式表明,功率和带宽固定时,MIMO的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加 。而在同样条件下,在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统,其容量仅随天线数的对数增加而增加 。因此,MIMO技术对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力 。
3.1.3MIMO OFDM
MIMO OFDM技术是通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集,提高了信号质量,是联合OFDM和MIMO而得到的一种新技术 。它利用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加 。

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