无线通信系统物理层的传输方案设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：（无线局域网场景）一、PBL问题二：试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案要求满足以下指标:1.Datarate：54MbpsPe<=10-5withEb/N0lessthan25dB2.20MHzbandwidthat5GHzfrequencyband3.Channelmodel：设系统工作在室内环境有4条径无多普勒频移各径的相对时延为：[0246]单位为100ns多径系数服从瑞利衰落其功率随时延变化呈指数衰减：[0-8-16-24]。请给出以下结果：A.收发机结构框图主要参数设定B.误比特率仿真曲线（可假定理想同步与信道估计）二、系统选择及设计设计1、系统要求20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统；速率要求:R=54Mbps；误码率要求:Pe<=10^(-5)。2、方案选取根据参数的要求选择802.11a作为方案的基准并在此基础上进行一些改进使实际的系统达到设计要求。802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1所示。Datarate(Mbits/s)ModulationCodingrate(R)Codebitspersubcarrier(NBPSC)CodedbitsperOFDMsymbolDatabitsperOFDMsymbol(NDPSC)6BPSK1/2148249BPSK3/41483612QPSK1/22964818QPSK3/4296722416-QAM1/24192963616-QAM3/441921444864-QAM2/362881925464-QAM3/46288216表1802.11a定义的数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2所示。ParameterValueNSD:Numberofdatasubcarries48NSP:Numberofpilotsubcarries4NST:Numberofsubcarriestotal52(NSD+NSP)ΔF:Subcarrierfrenquencyspacing0.3125MZ(=20MHz/64)TFFT:IFFT/FFTperiod3.2μs(1/ΔF)TPREAMBLE:PLCPpreambleduration16μs(TSHORT+TLONG)TSIGNAL:DurationoftheSIGNALBPSK-OFDMsymbol4.0μs(TG1+TFFT)TG1:G1duration0.8μs(TFFT/4)TG2:G2duration1.6μs(TFFT/2)TSYM:Symbolinterval4μs(TG1+TFFT)TSHORT:Shorttrainingsequenceduration8μs(10*TFFT/4)TLONG:Longtrainingsequenceduration8μs(TG2+2*TFFT)表21802.11a定义的与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数参考标准选择OFDM系统来实现具体参数的选择如下述。3、OFDM简介OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上每个载波上的调制速率很低(1/N)调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感若信号占用带宽大于信道相干带宽则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系这样由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复即实现频率分集。OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。每个子信道的载波都保持正交由于他们的频谱有1/2重叠既不需要像FDMA那样多余的开销也不存在TDMA那样的多用户之间的切换开销。过去的多载波系统整个带宽被分成N个子信道子信道之间没有交叠为了降低子信道之间的干扰频带与频带之间采用了保护间隔因而使得频谱利用率降低为了克服这种频带浪费OFDM采用了N个交叠的子信道每个子信道的波特率是1/T子信道的间隔也是1/T这时各个子载波之间是正交的因而在收端无需将频谱分离即可接收。由于OFDM允许子载波频谱混叠其频谱效率大大提高因而是一种高效的调制方式。OFDM的频谱如图1所示。图1OFDM信号的频谱示意图可以证