无线网络调制技术.pdf

“当今无线技术的发展就如同20年前个人电脑技术的发展那样突飞猛进，令人

难以跟上它的节奏。”Intel副总裁兼首席技术官帕特·基辛格如此描述无线网

络的崛起。

据传输速率达11Mbps。但是如果再增加传输速率，CCK为了对抗多径干扰，需要

更复杂的均衡及调制，实现非常困难。因此，802.11工作组，为了推动无线局

域网的发展，又引入OFDM技术。最近正式批准的11g标准与11a一样，采用OFDM

技术。最近正式批准的11g标准与11a一样，采用OFDM技术，达54Mbps。

技术不断更新，新的技术标准不断推出，极大地推动了无线局域网的发燕尾

服。下一代移动通信的关键技术，如OFDM技术、MIMO技术、智能天线(Smart

Antenna)、LDPC(奇偶校验码)、自适应技术和软件无线电SDR(SoftDefined

Radio)等，开始应用到无线局域网中，提升了WLAN的怀能。

1下一代移动通信关键无线局网中应用

1.1OFDM技术

OFDM技术其实是多载波调制MCU(Multi-CarrierModulation的一种。其主

要思想是：将信道分成许多正交子队道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，

这样减少了子信道之间的相互干扰。每个子信疲乏上的信号带宽小于信道的相关

带宽，因此每个子信寂的频率选择性衰落是平均的，大大消除了符号间的干扰。

在各个子信道中的正交调制和解调要吧采用IFFT和FFT方法实现。随着大

规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常容易实现的。快速

傅里叶变换(FFT)的引入，大大降低了OFDM的复杂性，提升了系统的性能。MIMO

OFDM发送、接收机系统结构如图2所示。

另外，与单载波系统相比，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)。

1.2多入多出(MIMO)

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。它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道，也就是说天线单元之

间存在充分的间隔，因此消除季天线间信号的相关性，提高信号的链路性能，增

加了数据吞吐量。

现代信息论表明：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(p/2)](1)

(其中B为信号带宽，p为接收端平均信噪比，min(M，N)为M、N中的较小

者)。

式(1)表明，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。因此将MIMO技术与OFDM技术相结合是下一代无线局域网发展的

趋势。研究表明，在瑞利衰落信道环境下，OFDM系统非常适合使用MIMO技术提

高容量。采用多输入多输出(MIMO)系统是提高频谱效率的有效方法。多衰是影响

通信质量的订因素，但MIMO系统却能有效地利用我多的影响来提高系统容量。

系统容量是雨干扰受限的，不能通过增加发射功率来提高系统容量。而采用MIMO

结构不需要增加发射功率就能获得很高的系统容量。

图1、图2分别为采用MIMO技术的OFDM系统发送、接收方案框图。从图中

可以看出，MIMOOFDM系统有Nt个发送天线，Nr个接收天线。在发送端和接收

端各设置多重天线，可以提高空间分集效应，克服电波衰落的不良影响。这里

因为安排恰当的多副天线提供多个空间信道，不会全部同时受到衰落。输入的比

特流经串行变换分为多个分支，每个分支都进行OFDM处理，即经过编码、II(交

织)、正交幅度调制(QAM)映射、插入导频信号、IFFT变换、加循环前缀等过程，

再经天线发送到无线信道中；接收端进行与发射端相反的信号处理过程。例如：

去除循环前缀、FFT变换、解码等，同时通过信道估计、定时、同步、MIMO检测

等技术完全恢复原来的比特流。

目前正在开发的设备由两组IEEE802.11a收发器、发送天线和接收天线各2

个(2×2)及负责运算处理过程的MIMO系统组成，能够实现最大108Mbps的传输

速度。支持AP和客户端之间的传输速度为108Mbps，客户端不支持该技术时

(IEEE802.11a客户端的情况)，通信速度为54Mbps。

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