基于IEEE802.16e的基站物理层算法设计及其实现

摘要

本文设计了一种基于IEEE802.16e的基站物理层实现方案，该方案基于正交频分多址复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDMA)技术，能有效的对抗频率选择性衰落，并具有极高的频谱利用率能力。全文以下行发射机、上行接收机中关键技术为核心，针对不同信道条件下，为克服无线信道的频率选择性衰落，接收机关键部分的设计，并且给出了完整的物理层在不同的信道条件下的整体性能仿真结果及微基站物理层实现方案。
　　 基于IEEE802.16e协议下行链路信号特征，提出了一种有效的前导码检测和同步方法，该方法利用前导码良好的自相关性和循环前缀(CP)可以准确的检测前导，同时实现符号定时同步和频偏估计，并且具有较高的运算效率，非常适合在数字信号处理器(DSP)或者嵌入式微处理器上用软件实现。
　　 基于IEEE802.16e协议上行测距信道的信号特征，提出了一种有效的测距码检测及信道测量方案。在IEEE802.16e接收机中采用一种频域互相关法，有效的进行测距码以及定时和频率偏移的检测。
　　 针对基站中信道估计及均衡技术，提出了一种改进的基于MMSE准则的信道估计算法。并基于最小均方算法的思想提出一种信道均衡方法，在实现“相位校正”和“信道系数加权”，而且为CC译码提供符号最大似然准则信号。
　　 基于IEEE802.16e协议的物理层，将HARQ和功率控制相结合，通过引入参数“重传用户比例”，提出一种多载波系统中功率和延时的折中方案，在功率控制过程中充分利用HARQ机制的重传合并增益，有效降低总发射功率的同时满足一定的信干噪比及延时要求，并针对协议中的两类子信道划分机制分别给出了简单易行的结合策略。
　　 基于IEEE802.16e协议，本文提出了一种基于可变星座映射方式的改进HARQ机制，在进行重传之前对符号的映射方式进行重新定义，即使用可变星座映射方式来消除各比特之间的译码可靠性差异。