通信工程類外文文獻(xiàn)WiFiWiMaxandWCDMA翻譯后

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系 ：信息工程學(xué)院專 業(yè)：通信工程姓 名：張倬學(xué) 號：0806220240(用外文寫)外文出處：OALIB Library附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語： 簽名：2012年4月25日附件1：外文資料翻譯譯文Wi-Fi, WiMax 和 WCDMA三種無線網(wǎng)絡(luò)的信道衰減和均衡方法應(yīng)用比較研究作者：Rabindranath Bera1, Sanjib Sil2, Sourav Dhar1，Subir K. Sarkar3錫金理工學(xué)院1，錫金大學(xué)，majitar, rangpo,東錫金737132。印度技術(shù)學(xué)院2，Megacity, Newto

2、wn Kolkata ，700156電子與通信工程系3，Jadavpur大學(xué)，Kolkata，700032摘要：本文描述了目前使用的Wi-Fi（無線網(wǎng)）, WiMax（全球微波互聯(lián)接入） 和 WCDMA（三代移動網(wǎng)）三種無線網(wǎng)絡(luò)的信道損傷和均衡方法。在對智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）的信道模型研究的基礎(chǔ)上，提出了一種均衡方法，該方法對高速多徑信道的估計(jì)具有優(yōu)勢。關(guān)鍵字：耙，自適應(yīng)均衡器，相關(guān)器。一、引言使用傳輸媒介發(fā)生變換(V2V)的通信方式是智能傳輸系統(tǒng)(ITS)1的一部分，而且近年來隨著對ITS的研究工作大幅度增長2。ITS的一些好處是它有能力提高線路安全和通信狀況3，從而讓通信雙方知道現(xiàn)在的通話

3、量4和實(shí)時通信條件。減輕了“瓶頸”收費(fèi)問題。因而，為通信雙方和政府節(jié)約了時間和金錢；并且使用流動多媒體為不同家庭長途旅行車提供了樂趣，因此話單的應(yīng)用可能會更長5。V2V通訊的范圍不限于固定數(shù)量的指定傳輸媒介，從而能推斷大量車載通過概念車載移動來組成網(wǎng)絡(luò)。車輛自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)是重要的，因?yàn)樗麄兿藘H僅依賴在蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間才能進(jìn)行的通信。公共安全應(yīng)用程序也可以用這個通信6。傳輸媒介承載的信息可能會是以下多媒體類型，如；數(shù)據(jù)，圖像，視頻，和聲音。在消費(fèi)者中推廣使用V2V通訊設(shè)備，有必要強(qiáng)調(diào)它還能提供娛樂服務(wù)或其他悠閑的聲音數(shù)據(jù)或者其他可能的應(yīng)用等。車載自組網(wǎng)讓V2V通信也變得越來越重要，因?yàn)樗麄冊试S車輛近

4、距離溝通不依賴其他系統(tǒng)，例如，移動電話網(wǎng)絡(luò)。碼間干擾（ISI）是造成高速無線寬帶通信產(chǎn)生錯誤信息的主要原因。使用自適應(yīng)均衡能有效降低碼間干擾7。均衡幾乎能產(chǎn)生理想的信道，其中語音，數(shù)據(jù)和視頻可以傳輸，而且可以沒有錯誤的接收到。本文研究應(yīng)用在第三代移動通信系統(tǒng)上的Wi-Fi和WiMax無線網(wǎng)的一種比較均衡技術(shù)。Wi-Fi和WiMax無線網(wǎng)使用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù),然而WCDMA系統(tǒng)采用直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)。此外，由于三種無線傳輸技術(shù)的信道環(huán)境也是不同的，因此，該方法的均衡是也不同。無線網(wǎng)絡(luò)是用于短距離（小于500米）通信；其它系統(tǒng)是用于長距離通信。在這項(xiàng)工作中，已經(jīng)進(jìn)行了仿真，利

5、用仿真，獲得了這三個不同系統(tǒng)的多徑信道情況，同時獲得了如何用均衡方法解決由于信道障礙而產(chǎn)生問題的途徑。二、智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）信道ITS系統(tǒng)應(yīng)用主要涉及車載的到車載(V2V)和車載基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）的通信8。V2V和V2I通信系統(tǒng)的未來發(fā)展對強(qiáng)大的無線信道管理有很大挑戰(zhàn)，由于其分散性和嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量（QoS），從而要求有較高的通信安全性。如圖1所示，圖案代表了信道條件和各自的多徑情況9。大量的研究V2V信道主要涉及到毫米波（mm wave）帶寬。例如10，通常使用高度定向天線繞過主要傳播路徑來測試損耗的那些頻率。最近也有一些在其他帶寬收集測量數(shù)據(jù)的研究，包括2.4兆赫的許可頻段。例如，這些研

6、究包括11：超聲傳播和短距離室內(nèi)端到端移動端的衰減設(shè)置12。分析研究了這類信道，但沒有考慮載波頻率，包括13-15：毫米波應(yīng)用的最短距離，很難使用這種點(diǎn)對點(diǎn)連接車載提供一個“通信鏈路”，這將使多個車載進(jìn)行接觸，不論障礙和樹通信條件如何。接收者運(yùn)載工具發(fā)射臺圖1 50個最強(qiáng)大的傳播路徑其中，在較大的距離上是可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)連接。這個更廣泛的網(wǎng)絡(luò)可以作為一個移動局域網(wǎng)收發(fā)器，并將V2V這個通信系統(tǒng)作為通信的信道，很不同于毫米波和地面移動的情景。部分原因是，發(fā)射器（Tx）和接收機(jī)（Rx）和一些重要的反射/散射設(shè)備都在移動，而全向天線的發(fā)送和接收在較低海拔，由物理環(huán)境動力學(xué)知道，信道環(huán)境不是恒定不變的。

7、三、寬帶碼分多址（WCDMA） 1、通道障礙信道的可視化工具（Matlab）是利用信道沖激響應(yīng)的研究和觀察到的脈沖響應(yīng)來模擬多徑效應(yīng)。ISI可以減少脈沖響應(yīng)所對應(yīng)的信號處理。圖2顯示的紅外響應(yīng)的理想通道帶寬為5兆赫而且沒有多徑。因此，它是理想的采樣點(diǎn)必須位于200ns部分?，F(xiàn)在延遲矢量變化（即距離的散射改變）是由一個小的可視化的紅外響應(yīng)引起。從它可發(fā)現(xiàn)，在這兩種情況下，主瓣系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)擴(kuò)大的量為5.90%（圖3）。2、寬帶碼分多址均衡器限定帶寬下的脈沖響應(yīng)耙是用于在WCDMA的均衡方面16。無線電傳播在陸地移動信道的特點(diǎn)是多重反射，衍射和信號能量的衰減。這些原因都是自然障礙，山，等造成的所謂

8、的多徑傳播。提高信號的信噪比（SNR）可以結(jié)合耙接收機(jī)多徑分量接收器來實(shí)現(xiàn)。耙提供了一個單獨(dú)的相關(guān)接收機(jī)且每個多徑信號和多徑成分幾乎不相關(guān)時，其相對的傳播延遲時間可以通過一個芯片來獲得。它使用的是多徑分集原理，就是把多徑傳播信號元件中耙能量收集起來。延誤強(qiáng)度圖2脈沖響應(yīng)理想信道延誤強(qiáng)度限定帶寬下的脈沖響應(yīng)圖3 信道沖激響應(yīng)離散射較遠(yuǎn)位置時。耙接收機(jī)采用多相關(guān)器分別檢測最強(qiáng)多徑分量。每個相關(guān)器檢測一個時移原始傳輸數(shù)據(jù)，每個指針關(guān)聯(lián)信號的一部分，而從其他指針來做推遲至少一個芯片的時間。對每個相關(guān)器的輸出進(jìn)行加權(quán)，又提供了比由一個單一的組件更好的傳輸信號的估計(jì)方法。強(qiáng)多徑信號會出現(xiàn)高峰，比如圖4說明

9、的路徑搜索模塊。搜索時設(shè)置一個峰值檢測閾值，避免誤觸發(fā)以及來選擇最佳的四峰。每延誤的峰值時間被轉(zhuǎn)發(fā)到代碼生成器，和延遲均衡器進(jìn)行指針跟蹤。相比耙來說，路徑搜索器通常是更密集的計(jì)算，因?yàn)檫@是一個多搜索過程。在每個指針與量表相關(guān)情況下，用線性相關(guān)接收機(jī)算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的相關(guān)器17，能減少多用戶干擾從而降低計(jì)算的復(fù)雜度。另一種方法是在一個更廣泛的帶寬上建議增加一些相關(guān)器來提高性能和實(shí)現(xiàn)收益的費(fèi)用略有增加的復(fù)雜性。因此，增加更多的相關(guān)器要求有重復(fù)指針的結(jié)構(gòu)，如圖5所，和重建的結(jié)合部分接收機(jī)。在這里，我們已經(jīng)成功通過仿真實(shí)施復(fù)相關(guān)與4指針結(jié)合的方法減輕多徑效應(yīng)（如圖6）。表I顯示了所有的耙指針以及接收的能源

10、的合并后指針的輸出結(jié)果。很明顯的結(jié)果，耙指針能夠從多徑分量中提取并結(jié)合能量。四、WiFi（無線上網(wǎng)）1、通道障礙 無線信道衰減在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)存在散射情況（如：建筑）。該信道是使用可視化的工具軟件來實(shí)現(xiàn)可視化信道的。散射在任何地方都是存在的（如：圖7）。圖8顯示了信道沖激響應(yīng)（IR）和頻率響應(yīng)（FR）的單散射過程。紅線表明視線組件而藍(lán)色表明非視線組件。圖9表明，如果散射是非常接近視線組件時強(qiáng)度則最低，反之則強(qiáng)度增加，因?yàn)樗蜻h(yuǎn)移動，從而達(dá)到最大值。現(xiàn)在如果散射進(jìn)一步從視線組件移動，那么其強(qiáng)度將下降。圖4耙接收機(jī)多徑抑制。指針已接收延遲圖5多個相關(guān)器構(gòu)造的一個重復(fù)方式圖6WCDMA模擬接收電路在

11、Ra端測量的總強(qiáng)度（db）情況4（db）情況3（db）情況2（db）情況1（db）Tx信號的強(qiáng)度（db）非視距建筑物建筑物視距交叉點(diǎn)B移動裝置圖7模擬模型通道減少值計(jì)算頻率強(qiáng)度延誤頻率響應(yīng)強(qiáng)度限定帶寬下的脈沖響應(yīng)圖8信道沖激響應(yīng)和頻率響應(yīng)的單散射視距下等價的建筑物的距離信號振幅圖9影響接收信號的散射體的距離狀況2、均衡網(wǎng)絡(luò)WiFi網(wǎng)絡(luò)使用自適應(yīng)均衡器來減輕通道障礙。均衡器可以作為時間和頻率域?yàn)V波器。通過對均衡器的系數(shù)進(jìn)行動態(tài)配置，可以近似模擬一個自適應(yīng)均衡器的最優(yōu)結(jié)果。幾種收斂算法可以更新這些系數(shù)，每個根據(jù)不同的計(jì)算復(fù)雜度取舍計(jì)算所需的信息從而讓每一步的速度與系數(shù)接近最優(yōu)值，即收斂速度。因此，

12、收斂速度是考慮在不同類型的算法中使用不同自適應(yīng)均衡器的最重要的一個決定因素。在所有情況下，該算法需要電流誤差均衡器的輸出和必須提供適當(dāng)?shù)氖侄?。很顯然，正確的信號一般是不知道在何時接收的，因?yàn)檫@需要傳輸序列。通常的做法如圖107所示。判斷均衡器收斂算法決策導(dǎo)向模型傳輸模型連續(xù)傳輸輸入數(shù)據(jù)輸入信號圖10自適應(yīng)均衡器結(jié)構(gòu)整個工作的自適應(yīng)均衡器主要分為2個部分：第一是訓(xùn)練模式稱為序列碼。 第二是判決模式未知的數(shù)據(jù)傳輸。這將由均衡器系數(shù)的準(zhǔn)確性（近似第一操作模式）和噪聲水平的決定，有時可能是不正確的，這最終取決于在不同的方法中應(yīng)用的算法。這種做法主要取決干擾加噪信號。五、WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）

13、1、通道障礙 信道估計(jì)和均衡方案對寬帶無線網(wǎng)絡(luò)是最新研究的一個活躍領(lǐng)域。WiMAX（全球微波接入互操作性）是一個新的標(biāo)準(zhǔn)，這一技術(shù)仍然在復(fù)雜度降低和高效實(shí)現(xiàn)上面臨真正的挑戰(zhàn)。技術(shù)上以實(shí)現(xiàn)在非視距組件環(huán)境下，高速數(shù)據(jù)傳輸率和高遷移率高達(dá)125公里/小時18。它提供了在點(diǎn)到多點(diǎn)視距或非視距長距離環(huán)境上非常高的數(shù)據(jù)吞吐率。WiMAX系統(tǒng)可以提供20或30英里以外基站的無縫的無線服務(wù)。美國電氣和電子工程師協(xié)會802.16組隨后產(chǎn)生802.16 a，其采用基于物理層的正交頻分復(fù)用（OFDM），其中包括應(yīng)用在2GHz11 GHz的頻段。進(jìn)一步的修改產(chǎn)生了2004個新的標(biāo)準(zhǔn)，稱為802.16- 2004，在

14、取代所有以前的版本的基礎(chǔ)上形成了第一個無線解決方案。圖11（a，b）顯示接收到的信號星座和功率譜之前和之后的均衡關(guān)系。均衡的不均衡的圖11 a 接收信號星座均衡的不均衡的圖11 b 接收信號的接收功率譜這些早期的技術(shù)解決方案基礎(chǔ)上通常是固定的19。由于它的抗多徑衰落和簡單的均衡方案所以廣泛應(yīng)用于正交頻分復(fù)用系統(tǒng)。在大多數(shù)應(yīng)用中，保留正交載波和克服碼間干擾，是插入循環(huán)前綴而不是簡單地插入保護(hù)間隔。如果最大延遲多徑信道的長度不超過數(shù)字認(rèn)證長度，OFDM系統(tǒng)情報將自由通過保護(hù)區(qū)間。對WIMAX網(wǎng)路系統(tǒng)，相比保護(hù)間隔時間其傳播延遲通常是在幾微秒。因此，這是在非視距通道維持系統(tǒng)的誤碼率性能方面非常具有挑

15、戰(zhàn)性的。高數(shù)據(jù)傳輸率的移動WiMAX多普勒效應(yīng)也會降低系統(tǒng)的性能。圖12顯示了通道減值和多普勒效應(yīng)的關(guān)系。2、均衡技術(shù)最小均方是主要用于信道估計(jì)的研究18。圖13顯示接收到的信號星座之前和之后的均衡情況。在這里，信號星座穩(wěn)定均衡不如無線網(wǎng)卡性能好。六、結(jié)論三個系統(tǒng)在這里考慮到有不同的信道條件。因此，不同類型的均衡化是用來解決遇到障礙的途徑，這提供了適當(dāng)?shù)募m正方法。WiFi系統(tǒng)和Wimax系統(tǒng)在使用正交頻分復(fù)用技術(shù)。超聲非超聲頻率頻率延遲頻率響應(yīng)延遲頻率響應(yīng)強(qiáng)度限定帶寬的脈沖響應(yīng)限定帶寬的脈沖響應(yīng)圖12WiMax系統(tǒng)IR和FR通道和多普勒效應(yīng)研究均衡非均衡同向振幅同向振幅正交振幅正交振幅圖13

16、接收信號星座如果最大延遲多徑信道的長度不超過數(shù)字認(rèn)證，情報將自由通過消除保護(hù)區(qū)間的OFDM系統(tǒng)。但在V2V高速通信系統(tǒng)上通常比保護(hù)間隔延遲幾微秒的時間傳播。高速傳播使信道傳輸更難。圖14顯示了一個廣義蜂窩結(jié)構(gòu)的無線通信。圖14的B位置指示在蜂窩邊界的移動單元。耙式接收器使用WCDMA系統(tǒng)可以從該基站以弱電信號接收散射信號，因?yàn)槎鄰叫盘柡驼{(diào)整相關(guān)。所以WCDMA系統(tǒng)的適應(yīng)性均衡器有效信噪比更適合用于WiFi和 WiMax系統(tǒng)。此外，編碼技術(shù)產(chǎn)生的軟切換，保證了數(shù)據(jù)的完整性運(yùn)動。上述的討論，導(dǎo)致作者得出結(jié)論認(rèn)為，使用多個相關(guān)均衡器或耙是一個減輕多徑問題及智能交通系統(tǒng)應(yīng)用的必須途徑。七、參考文獻(xiàn)1.

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