m基于simulink的QAM-WIMAX通信系统仿真
1.算法概述
全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access,WiMAX),WiMAX的另一个名字是802.16。
IEEE802.16标准,又称WiMAX,或广带无线接入(Broadband Wireless Access,BWA)标准。它是一项无线城域网(WMAN)技术,是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它用于将802.11a无线接入热点连接到互联网,也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。它可作为线缆和DSL的无线扩展技术,从而实现无线宽带接入。
OFDM与OFDMA
OFDM技术的基本思想是将信道的可用带宽划分成若干相互正交的子载波,在每个子载波上独立进行数据传输,从而实现对高速串行数据流的低速并行传输。它由传统的频分复用(FDM)技术演变而来,区别在于OFDM是通过DFT(离散傅立叶变换)和IDFT而不是传统的带通滤波器来实现子载波之间的分割。各子载波可以部分重叠,但仍然保持正交性,因而大大提高了系统的频谱利用率。此外,数据的低速并行传输增强了OFDM抵抗多径干扰和频率选择性衰落的能力。在OFDM技术的基础上结合频分多址(FDMA),将信道带宽内可用的子载波资源分配给不同的用户使用,就是OFDMA。
多天线技术
多天线技术在不增加系统带宽的情况下可以成倍地提升信道容量,从而实现更高的数据传输速率和更大的覆盖范围,或改善信号传输质量。802.16标准支持的多天线技术包括多输入多输出和自适应天线系统两大类。
自适应调制编码
无线信道的时变和衰落特性决定了信道容量是一个时变的随机变量,要最大限度地利用信道容量,只有使发送速率也随之相应变化,也就是说编码调制方式应该具有自适应特性。自适应调制编码(AMC)技术就是根据信道条件动态调整编码和调制方式,以提高传输速率或系统吞吐量。基本方法是根据对信道质量的测量结果,在信道条件较好时使用高阶调制和高编码速率(例如64QAM,5/6码率),以实现更高的峰值速率;而在信道条件较差时使用低阶调制和低编码速率(例如QPSK,1/2码率),以保证传输性能。通过改变调制编码方式而不是发射功率来改善性能,还可以在很大程度上降低因发射功率提高而引入的额外干扰。
系统的基本机构如下所示:
OFDM调制:
OFDM解调:
其内部结构如下所示:
这个模块相当于OFDM调制的逆运算。
整个系统的结构如下所示:
2.仿真效果预览
matlab2007b仿真
3.MATLAB部分代码预览
clc; close all; clear; %运行simulink sim('main.mdl'); %为了更好的分析数据,在M文件中进行数据分析 %发送信号 signal_TXs = signal_TX.signals.values; %卷积信号 conv_TXs = conv_TX.signals.values; %QAM信号 QAM_TXs = QAM_TX.signals.values; %OFDM信号 OFDM_TXs = OFDM_TX.signals.values; %OFDM信号 OFDM_RXs = OFDM_RX.signals.values; %deOFDM信号 deOFDM_RXs = deOFDM_RX.signals.values; %deQAM信号 deQAM_RXs = deQAM_RX.signals.values; %卷积信号 viterbi_RXs = viterbi_RX.signals.values; clear signal_TX conv_TX QAM_TX OFDM_TX OFDM_RX deOFDM_RX deQAM_RX viterbi_RX figure subplot(211),stairs(signal_TXs),axis([0,length(signal_TXs),0,1.4]); title('发送信号'); subplot(212),stairs(conv_TXs) ,axis([0,length(conv_TXs),0,1.4]) ; title('发送信号的卷积编码信号'); %QAM,OFDM直接观察simulink产生的图片,更加的直观 figure subplot(211),stairs(deQAM_RXs) ,axis([0,length(deQAM_RXs),0,1.4]) ;title('QAM解调后的信号'); subplot(212),stairs(viterbi_RXs),axis([0,length(viterbi_RXs),0,1.4]); title('维特比译码后的信号'); 01_028_m