基于IEEE80246;11a链路仿真专业课程设计.doc

通信与信息工程学院 专业课程设计B报告 专业班级： 学生姓名： 学号(班内序号): 2014 年 04 月 11 日 题目：基于IEEE802.11a链路仿真 设计目的： 熟练掌握通信原理的基本知识； 熟练运用数字信号处理课程的基本知识； 熟练掌握无线编码与调制过程； 了解OFDM技术原理； 熟练运用matlab工具； 设计原理： 802.11a物理层标准及OFDM技术 1.PPDU帧结构 图1为PPDU的帧格式，包括OFDM PLCP前导码、OFDM PLCP头、PSDU、尾比特和填充比特。PLCP报头包括：信号段的速率位（RATE）、长度位（LENGTH）、保留比特、奇偶检验比特以及服务（SERVICE）字段。从调制角度看，长度、速率、预留比特和奇偶比特（加上6个‘0’尾比特）组成了一个独立的OFDM符号，记为信号（SIGNAL）字段，该字段以可靠的BPSK调制及1/2编码率发送。PLCP报头的SERVICE字段与PSDU（加上6个‘0’尾比特和填充比特）一起，标记为DATA字段，以RATE字段中指示的数据速率进行发送，并且可能组成多个OFDM符号。在接收SIGNAL字段内的尾比特后可立即解码出RATE和LENGTH字段，这两者对于解码出该分组中的DATA是必须的。此外，即使接收方不支持接收的分组中的数据速率，通过从分组中的DATA和LENGTH的内容中推测出分组的持续时间。 图1 PPDU帧结构 2.OFDM的符号结构 如图所示，OFDM的前导训练序列包括10个短训练序列、2个长训练序列。前导训练序列用来做系统的同步、信道估计、频偏估计、自适应控制（AGC）等。前导训练序列后面是Signal段，再后面是Data区。 图2 OFDM的符号结构 其中t1-t10表示短训练符号，T1和T2表示长训练符号，总的训练时间为16us。图中的虚线表示边界代表傅里叶逆变换的周期性引起的循环。 3.OFDM技术简介 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种特殊的多载波调制技术，它利用载波间的正交性进一步提高频谱利用率，而且可以抗窄带干扰和抗多径衰落。OFDM通过多个正交的子载波将串行数据并行传输，可以增大码元的宽度，减少单个码元占用的频带，抵抗多径引起的频率选择性衰落，可以有效克服码间串扰，降低系统对均衡技术的要求，非常适合移动场合中的高速传输。 图3 OFDM系统原理图 设计内容： 802.11a链路设计总流程： 1、802.11a前导生成原理 产生PLCP前导码字段，本字段由10个重复的‘段训练序列’（用于自动增益集中控制、分集选择、定时捕获和接收机粗略频率捕获）和两个重复的‘长训练序列’（用于信道估计和接收机精确频率捕获）组成，前面为保护间隔（GI）。 OFDM短训练序列由调制过的12个子载波组成。调制因子s=sqrt(13/6)*[0,0,1+j,0,0,0,-1-j,0,0,0,i+j,0,0,0,-1-j,0,0,0,-1-j,0,0,0,1+j,0,0,0,0,0,0,-1-j,0,0,0,-1-j,0,0,0,1+j,0,0,0,1+j,0,0,01+j,0,0,0,1+j,0,0,0];将52个子载波中的12个子载波的能量归一化，并进行IFFT傅里叶逆变换，最后进行0.8微秒的矩形时间加窗。OFDM长训练序列由调制过的53个子载波组成。调制因子L=[1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1];同样进行IFFT傅里叶逆变换，最后进行0.8微秒、幅度为1的矩形时间加窗。 2、扰码及解扰码 帧同步加扰器使用以下的生成多项式：S(X)=X7+X4+1。为了进行正确有效的解扰，加扰发送数据和解扰接收数据使用同一个扰码器。发送时，加扰器初始状态设置为伪随机非0态。在加扰前，SERVI CE字段的7个低有效比特置0，这样在接收端解扰时就可以以7个0被扰后的结果作为收端扰码器的初始状态，从而进行有效正确的解扰。 将移位寄存器4和7中的数据进行异或，再进行左移数据后送给移位寄存器，一般我们默认产生的比特序列大于127，所以对大于127的比特序列和127进行取整且循环取整的次数，这时得到比特序列再和输入的序列进行异或。 卷积编码和解卷积 卷积编码器使用工业标准的生成多项式，g0=133(8)，g1=171(8)，R=1/2，即都用8进制表示。