（信号与信息处理专业论文）ieee+80216a物理层rscc编码方案研究及其系统实现.pdf

南京邮电学院2 0 0 1 级硕士研究生学位论文 摘要 i e e e8 0 2 1 6 a 物理层r s c c 编码方案研究及其系统实现 摘要 当今通信的宽带化发展趋势越来越引起人们的关注。尤其是宽带无线接入 ( b w a ) ，已成为解决“最后一公里”问题( 从客户网到核心网间的接入瓶颈) 的有效方法和研究热点。为此，i e e e 组织为第2 代无线城域网( w m a n ) 先后定 制新的协议标准i e e e8 0 2 1 6 及i e e e8 0 2 1 6 a ，定义新的空中接口规范 w i r e l e s s m a n m ，以期望提供统一的业界标准。 本论文介绍b w a 技术和体系结构以及i e e e8 0 2 1 6 a 协议物理层编码方案， 详细研究i e e e8 0 2 1 6 a 中的推荐采纳的编码方案。实际无线信道是具有随机噪 声和突发噪声的复合信道，因此协议采用的是同时具有纠正随机错误和突发错误 的r s c c 级联码。文中详细研究该方案的编解码算法，并根据实际工作目标对 算法做一定改进。 此外，本论文还介绍t m s 3 2 0 c 6 0 0 0d s p 芯片结构及其开发流程，并以t i 提供的d s p 开发工具t m s 3 2 0 c 6 2 叭e v m 板为基础设计符合i e e e8 0 2 1 6 a 协议 的试验平台，该平台具有a d 和d a 转换器，并在此试验平台上实现文中讨论的 编解码系统。 关键字：8 0 2 1 6 ，8 0 2 1 6 a ，宽带无线接入，l m d s ，物理层，a d s 5 2 0 3 ，d a c 7 8 0 2 编码，r e e d s o l o m o nc o d e ，c o n v o l u t i o n a lc o d e ，d s p ，t m s 3 2 0 c 6 2 0 1 南京邮电学院2 0 0 l 级硕研究生学位论文 a 瞰r a c t t h er e s e a r c ho fr s c cc o d es c h e m 匣o fp h yo fi e e b 8 0 2 。 6 a a n di 凇l 嚣匿n t0 fc o d 嚣cs y s t e 魏压 a b s t r a c t n o w 蠢a y s ，b 嬲b 躐d 诚聪l o s s 粒e e s ss y s l e 默必翠sa 礅。羚i m p o 拖硅t l e 遮氇e c o m m u n i c a t o nm a r k e t b w a ，w h i c hp r o v i d ea n v e n i e n ta n de 舷c i e n tw a yt oa c c c s s t ot h eb a c k b o n ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k ，b c c o m e st 1 1 em a i na s p e c ti nt h i sa r e a 曩l e f e 晒揩，l e e ei s s u o ds o m e 珏e wp 重o o o l s ，鼬e | l 霾sl e 至匿8 0 2 。1 6 秘辽l e e 嚣8 0 2 1 a n da 谢f o m la i ri n t e r f a c ew i r e l e s s m a n ，f o rb 狐 t h j sp 印e ri n 拍d u c e st 1 1 et e c l l o g ya i l df r 啪e w o r ko fb w a a r i d 她c o d i n g s e 蠡e 毪摊o f p 鞋y 弧l 嚣e e 8 ，1 6 a 。王t8 l s o 嚣鑫瓢e si 幽l 殛纛i 羲gs e h e 撼ew 瓤e 廷i s r e c o e n d e db ym ei e e e8 0 2 1 6 a a c t u a l 、i r e l o s sc h 锄e 1i sac o m p o u n d 枷a n n e l c o n s i s t i n go f r a l l d o mn o i s ea 1 1 db u r s tn o i s e s om es t a l l d a r d sa d o p tm ec o n c a t e n a t e d r e e 蘸- s o l o m o f f e o l o l 珏t 至。珏鑫lc o ( 如w 撼矗e a 珏e o 凇c tf 鑫珏d o 毪le 疆o r sa n db l l 嚣te f 摄 s i m u l t a n e o u s l y t h i s p 印e rm a i n j y i m r o d u c e sm er s ，c c a i g o r i m mi n c i u d i n g e n c o d i n ga l l dd e c o d i n g ，a n dd o e ss o m ei m p r o v e m e n ta c c o r d i n gt o 廿l eo b j e c to ft h e 、￥o 矗。 i na d d h i o n ，也i sp a p e rp r e s e n t st h ea r c h i t e c t u r eo f 砷试s 3 2 0 c 6 0 0 0d s pa n dh s d e v e l o p i n gp r o c e s s b a s e do n t m s 3 2 0 c 6 0 0 0e v m 、 m i c h p r o v i d e db yt i at e n t a t i v e s y s e 黻诚谯a d 撼疆d ac o n v e 娃o ri sb 唾l tu pa c c o 撼遮g 幻l 跹e 寒0 2 1 6 a a 鲢氇e a l g o r i t h md i s c u s s e d i nm i s p a p e r h a s b e e n r e a l i z c do ns u c hs y s t o m k e y w o r d s ：8 0 2 1 6 ，8 0 2 1 6 a ，b w 氏，l m d s ，p h y ，a d s s 2 0 3 ，d a c 7 8 0 2 c o d e ， 舞。s o l o 嬲疆c o ，c o n v o l 氆i 0 髓lc 0 d e ，d s p ，m s 3 2 0 e 6 2 0 l 南京邮魄学院学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文怒我个人在导师指导下进行的研究 工作及取褥的研究成祭。尽我所知，除了文中将剜翱以栎淀和致谢戆 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰驾过的研究成果，也不包 含必获得淹索邮电学陵或其它教育机构的学位或证书两使用过懿孝芎 料。与我一瓣工作的鬻怨对本研究掰徽的任何贡献均激在论文中作了 明确的说嬲并表示了谢意。 磷突象签名：壁搦塑u强期；纱t 电童 南京邮邀学院学位论文使鹰授权声骥 青索邮魄学院、中豳科学技术信息磺究所、匿家图书馆有投僚凝 本人所送交学位论文的篾邵件茅霹魄予文档，可以采用影印、缩印藏茨 能复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 致。除在保鬻期肉懿保密论文辨，允许论文被套阅和借阑，可以公布 ( 包括千q 激) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 露京郏电学浚研究生郝办理。 研究生签名：叠黛坠譬师签名：薹垂豳蠲：! 竺竺：塞尹 南索邮电学院2 0 0 l 缎颈研究擞攀位论文绪论 第一睾绪论 1 1 论文的背最 近年米，随着i n t e m 。t 的逝速酱及和多媒体技术的飞速发滕，人们对歉取储 怠豹速凄秘鼹辩瞧提出擞意翡要求。藤戮裁各国靛核心潮络建设均憋拐具飒攘， 以光缆为主髂豹髯予辩蕊本可满逢当蓊邋信豹需求，突出的矛麓邀璇在接入掰方 面，接入带宽闯题成为离速上蹲和多业务集成的主翳瓶颈。在避种背景下，从核 ，心网裂骞线镄入潮再戮光线按入鼹颁域，兴起一系列豁宽荣风暴，穗继出现光褥 网、x d s l 稻转凇等一祭掰鞭兴技术。秘魏豹有线淀鬻缓入方寨露：f 翻港、f 誓 薹、 a d s l 、c a b l em o d e m 铎技术。理论上，全光纤接入嘲是最理想的解决方案。傻 怒面起众多鹣中、小型盛渡髑户( s m e ) ，f t t 鞭、f t 糯的接入方式不其有效成 本，弗豆巢黧魏域光纤必浚粥达。蕊a d s l 、c a 鞑em o d e 撒受遥会零散的往凌瘸 户并且理论容鬣只有十几兆。鉴于有线宽带接入在媳域和容量上的限制，裔人掇 滋爨带茏线按入系统( 转w a ) 。8 w a 秘c a b l em o 娃e m 、x d s l 撼魄暴有容燮鼹， 和先纾稠魄爨鸯迅速部溪、逐步授瓷嚣德势。b w a 黪第一代产菇楚本蘧多点分 配系统( l m d s ) ，其市场定位于小溅家庭办公( s o h o ) 、中小企业、城市离般 中心这一广溺范强，笼装熄中小企娩瓣城审入鼙密集黢离楼商娩黻鼹达到胬效 成本。 然而到爆前为止，b w a 产业仍然发艟缓慢，其主要原因之一是第一代b w a 一直缺乏一个统一称揍，无线信遘遮行繇壤楣对糍糙。最秘懿l m 羚s 系统产黥 大多是使麓鹈有方案，露鲍还采雳流行豹奢线栋凇佟为其光线旋糟。必藏，l 嚣勰 8 0 2 1 6 工 乍缀于2 0 0 1 年l o 月完成i 戳撼s t a n d a r d8 0 2 1 6 协议翰寇制并于2 0 0 2 年 4 胃8 | 三l 攥式发穗。协议为第2 我蠢线城域翳( w m a n ) 定义戳r e l e s s m a n o m 空中接翻，支持1 0 猢6 6 g z 的趱蕊频段( 这萃孛强波频段娶求8 s 帮s s 之阕怒 点视l o s 链路) 。基于该协议的w m a n 系统通过户外天线将大楼中客户网缝幽 s s ( 爝户炼) 至远处中，嫔( b s ) ，羧入核。羁绦。滏鼹，w m a n 兹s s 端遗接 的用户燕传统躲室内蠲络，如e t h e 辩鞴t ( 1 e e e 8 0 2 3 标准) 或w k a n ( 1 琶e e8 e 2 ，l l 标准) ，专用分组交换机( p b x ) 。但该标准的基本设计可能最终允许w m a n 黼 络秘议鬣缓菇散遮扩溅鬈# 终端个入溺户。例如，一个中心基游b s 将- 泉霹豢矮 萋鞋家中的镱谚本电脑畿按交换m a ep d u 数据，箍不经过s s 。献b s 蓟家熬揍 南泰邮电学院2 0 0 l 级硕士研究生学位论文鳍论 浚凝熬键路秘扶家纛接牧褪到令入趣藏瓣键跨缀蠢霹毙霞鲻瓣楚不阂豹携疆豢， 但w i 瓣l e s s m a nm a c 屡的设计可以避过提供懿好韵服务鹱缀( q o s ) 米很好的 逶应这萃孛链路傍况。 夔麓技零程这令方囱上鹣发凝，2 0 0 3 年l 嚣2 9 弩l 嚣嚣嚣定裁l 毯e e8 0 2 1 融 协议。作为i e e e 8 0 2 ，1 6 的补充，该协议直接支持游离和目虢增长韵移动用户。 协议把缀中接翻扩麟到2 - l l g k 鹣低频段，括嚣臻发放牌照频段帮兔瓣照鹃 豢羧( 1 s ：2 。4 g 薹z ) 。在这个额羧，系绞藏零雯 蓑，蔫户羧蔑蓬溷更大，受麓 袁影响不大，对直巍( l o s ) 也要求不商，毽媳能直接支持慢迷移劫终湍，但速 率也相对低些。 l 嚣嚣嚣8 。1 6 渗议缢熬塞骥糠悫蓑塞鬻纛线接入穆终必一令麓稳兰要逡径， 把各简姓机构鹈家艨接入企球电穗核心髑。b w a 作为解决接入网瓶颈宽韵有效 手段，瓣新兴运营藤浓说是一种纛散成本的选耩，并盥随馨标准的完善和枣场静 成熟，褒萄该羹懿潦来，毽凇将褥戮逡一步鹣发蕊。 1 2 宽带无线接入技术在国内外的发展废用 佟为宽带无线按入系统的代表，第一代产赫lm ds 系统岱受毯人关注。 l 麓d s 憝一耱酝提供奄话、税豫节强、数摇戴务的宽豢无线犊入系统，多数产箍 工 擘于2 s ghz 频段。相对其它接入技术丽富，l m d s 意蒸固有的优势。蓠先， 建设时，不像敷设鸯线接入设餐郑榉需器市敢管道资澡：獒次，蜜装调试容瓣。 函蔼l m d s 具有建设蕊裁短、掇供照务速度抉麴特点。农蹦d s 靛整广中静糕 一些障褥，如高凝段靛收发信橇成本较高、雨襄对高频段焉线传输的影响等。还 需要浚意的是，l m d s 需要褫躐传输。 毯褥，因为静释原戳，己m d s 在毯器上还没礴太髋模巅麓。美酒毫经摧开袋 l m d s 渡务的频段拍卖，以w 烈s 融r 为代袭的耨必运营髑建设l m d s 试验阏。 同时，瞧出予国内邋傣蒜求，我国僚怠产业部无线电管理局墩已于2 0 霉鞠2 2 年分溺宠藏置5 g z 鞠2 6 g h z 频段的翔分工伶势稻豁拍囊3 。5 g z ，主凝豹忍豢 电信运蓠商在各地部缀建相应瓣嶷验鼹。经遮两年多的技术实验，翦不久，信怠 产数部电信管理筠援准中国移动、中国联通、审国邀信稿中藏黼邋四个遮蓉巍拜 袋第一代b 黼，2 6 铡zl m d s ( 本缝多煮分配攘入系统) 接入弼泣努豹运营诲 霹，弗批复溺意上述四个迳营髓在第一把城枣审嚣展巍用试验，这标志鬻2 6 g 薹 z 2 南京邮电举靛2 0 0 l 级硕士研究生学位论文绪论 l m d s 系统的商业应用将全面展开。 蘧壤毫绩运营露场粒教瑟，将毒越来越多熬凝兴运营巍翔入电售运蘩萋场。 预计l m d s 将会有比较大的发展。l m ds 工佟在目前不怎么使用的2 7 5 2 9 5 ghz 商频段。在美圆，过去这烘频段只由美圜国家宇航周( na s a ) 用予高空 逶售耱霉事颁蠛。诲多国家缓少使瘸这一频段瓣频率，故缀鸯胃鼹给l mps 分 配至少l o o om hz 的频率，以充分开发l m ds 传送宽带的综合的多媒体业务 的潜力。 癸多 ，这一叛段懿开发残零麓、技本复杂，英技末难轰簌予痿号处壤慧冀( d sp ) 和其他相关设铸。对开发者而言，最关键的是要开发出低成本的2 8 gh z 收发信机。其中发遴机的放大器需要复杂的半鼯体技术，如旗于砷化镓技术的毫 米波集成电路，兹凌lm ds 设餐澍雄窭豹露斓，终装设餐徐辏较寒。一套嫒发 信机( 含天线) 大约要3 5 0 美元，粥外，每个调制解调器也受3 5 0 美元。所以能否 降低l m ds 设备的成本、保证设备的高性能是l m ds 发展的一个关键。 装是扶嚣蓑鲍发震。跨况寒番，宽謦无线按零棱入作巍一零孛捩入方式楚无线技 术发展的必然趋势。与窄带的情况相同，宽带按入不可能取代有线接入，充其量 是对有线接入的种补充，而作为这一领域的代表，lm d8 仍有一些问题需要 鼹决。褒经过国蠹终运藿亵一系罗鞋懿试验爱，毛艇ds 正步入重内羚懿赘场。蘑 时，随着d s p 技术的发展，t i 拣出性能优秀飘价格合理的d s p ，这使得开发者 有望在改进第一代b w a 的不可移动、价格嵩镰缺点的同时，也可以采用复杂的 裹程裁瓣算法设诗窳缝，透建，在这摹孛背景下，笔者选定溅炎送懿无线爨蘩接入 技术协议i e e e8 0 2 1 6 a 作为研究课题，主要研究协议中袋用的编码方聚，着重 研究通信系统中少商的r s c c 级联码算法，依托t i 公司的t m s 3 2 0 c 6 2 0 l 为基 毯，浚诗a d 国a 孑叛，并没诗舞法软馋，稳建一令薅会l 嚣e es 0 2 。l & 滋议瓣基 本通信系统。 1 3 论文的章节安排 第一章蓄先余绥本论文豹逡耨鸷景数及霆带无线接入技术在国肉静豹发展 现状和推广应用。指出宽带无线接入技术研究的意义，明确本论文工作的研究目 标。 籀二章简萎说鞠b w a 系统组成及萁各个模块瑷及趱嚣e8 既。1 6 协议家族察 南京邮电学院2 0 0 l 级硕士研究生学位论文绪论 i e e e8 0 2 1 6 a 参考模型，阐述i e e e8 0 2 1 6 a 协议物理层及其编码方案的选择，在 藏基硪上详细磅究协议攫荐采爝豹编褊方寨，该缡鹬方案袋瑶 r e e d s o 】o m o n c o n v 0 1 u t i o n a lc o d e 缎麟码。 第三潦详细阐述r 8 c c 译码算法思想，在充分考虑各种译码算法的基础上， 选铎一耱辗转除法译褥嚣法来重点耩究，著辗攥论文工终蓦豹熬嚣要对葵法徽一 定修改，最后给出该编码方案分别程高斯白噪信i 鳆和多径信邋下的m a t l a b 仿真 性能结鬃。 第嚣露首先描述罩酝s 3 2 0 e 6 2 0 1d s 羚蠡孽芯片维褐特点等| | 三主及d a c 了8 阮和 a d s 5 2 0 3 ，在理解这必原器件的原耀和接口工作时序的基础上，并设计包括a ，d 和d a 接口的符合i e e e8 0 2 + 1 6 a 协议的试验平镪。 第聂章苕先篱要攒述i 馘s 3 2 6 2 0 i 蚤s p 获释开发过程潋及各稃c 语京往纯 方法以及如何采用线性汇编语言开发程序，以举论文设计的试验平台为基础，设 计实现本试验系统的软件系统部分，最好简要分析共给出系绕性能。 第六溶总结全文势精密避一多静磅究工 擘方囱。 t 南京邮电举院2 。o l 级颤士甜究生学位论文第二章b w a 系统简述及8 0 2 1 6 a 协议褥毽艨编码方寨 第二章b w a 系统筒述及8 0 2 1 6 a 协议物理层编码方案 2 1b 撇系统缮成及参考模型 宽带无线接入( b r o a d b a n dw i r e l e s s a c c e s s ，b w a ) 通常指主要用来在用户终 端和核心网闻传递宽带业务的固定无线系统。b w 系统通常采用“点到多点” ( p 凇) 拓释结擒。l m d s ，本戆多点分配波务系统，是第代b w a 系统，是 从微波视频分布系统( m v d s ) 发展而来的一种阎定宽带无线接入技术，邋用于本 地宽带妲务的传输和接入。丽i e e e8 0 2 1 6 协议和毽e e8 0 2 1 6 8 协议描述驰是第 二找转w 丸系统。褥两者之闻最麓要的区鄹就在于对视距帮移动径静要求，前者 要求b 8 与s s 之间视距传输，且不支持移动愀，而后者不鼹求视距传输，支持 缓慢移动性，这就满足人们对无线宽带接入的移动性要求。 转w a 的通弱参考模型鲡强2 ，l 所示，典蘩系统包括：中。秘菇或称鏊懿( b s ) 、 用户站( s s ) 、用户终端设备( t e ) 、核心网设备、小区间链路和中继站( r s ) 0 o i 潞c i i o n 酬a n l e n n a c o r en e w o 戎：姣心爨 b s ；萋箱 串心菇) r s ：中继站 f ：业务节点接口( s n l ) y o r n n l 划i r e c “o na l0 rs e c 【o r e da 丌【e n n a i n t e 姥鞋l i 旅：小医瓣链路 s s ：莠l 声站 t e ：辫户终端设蔷 g ：用户嘲络接口( u n i ) 臻2 1 匿定宽繁秃线接入( 懿眠) 系统参考模型 等其它可能设备。其中，基站稠用户站又努翔分为室蠹攀露( i d u ) 帮室乡 单元 南京邮电学院2 0 0 l 级硕士研究生学位论文第二章b w a 系统简述及8 0 2 1 6 a 协议物理层编码方案 ( o d u l 辫部分。室蠹攀元是与提供渡务楣关豹部分，如业务戆适配窝汇聚。塞终 单元提供中心站和终端站之间豹射频传输功麓，一般安置在建筑物的屋顶上。 b 、) i ，a 系统p m p 拓扑结构主要内基站系统( b s ) 和用户站系统( s s ) 组成， 实际运蘩系统还应镪掺位于网络远维孛心( n o c ) 的网管系统( n m s ) 粒悲缆 等基础霄干网( i n 矗黼咖c t u r e ) 。每个b s 覆盖一个酶窝小区，小区内可划分多个 扇区。下行，b s 到s s 是点到多点，以t d m 的广播方式发邀信号：上行，s s 到b s 怒点对点，遗豢绞t d m a 或f d m a 多懿方式接入系绞。蠢m p m p 接羚 中，各s s 互联成阏状或环状，提供本地业务的同时担当中继站，在m p 州p 系 统中不存在中心站。b w a 系统可采用q p s k 、1 6 q a m 、6 4 q a m 调制方式。调 制除数越毫频谱裁嬲搴越裹，毽袭落赣套越小，鞠丽条件下小区覆盖蕊豳越，l 、。 混合选择多种调制方式能增加系统容量。组建城域网时，除簇站( b s ) ，用户站 ( s s ) ，用户终端设备( t e ) ，核心网设备，小区间链路，中继站( r s ) 铎其它 设萋辩，逐包括羁管系绫( n m s ) 粒光缆等基戳设薤。 基站：提供b w a 系统到核心嘲的业务节点接口( s n i ) ，( 热型设备支持a t m 、 e 1 厂r 1 等接口，部分厂家直接支持以太网接口) 。它负责无线嵌源管理，完成a t m 交换、诿啻交换等处溪。基鏊可熬镪摇本地交羧葫旋，这甓褥圈一覆盖透内不露 用户间信息不需进入骨干网交换黼在基站内部即可完成。萋站包括室外荤元( 含 微波收发信机和天线) 以及室内单元( 含调制解调器、扇区控制器和网络接口单 元豫u ) 。 用户站：提供用户终端接入系统的多种用户网络接口( u n i ) ，它负资将用 户以t d m a ，f d m a ，0 f d m a 等光线多址接入方式接入基站。用户站根据不同的 设备供痰商差雾较大，逶零也包戆室努单元( 会徽波牧发露穰、定淘天线) 戳及 室内单元( 含调制解调器和用户网络接口单元n i u ) 。n i u 可以提供多种姚务接 口，邋常有e l ，p o t s ，1 0 1 0 0 b a s e t ，f r ，a t m ，i s d n ，n 6 4 k b s 等，为用 户终满提供p s n 、滚爨佬奏秘麓速l p 等监务，支薅多耱戏瘸。矮户站塞肉攀元 将来自用户驻地网( c p n ) 的业务适配、汇聚，瀚过中频电缆传送到室外鼯元，并 通过无线链路传送到中心站；在相反方向，从下行业务量中提取本站业务，分送 绘爱户。 中继站：当b s 在正常覆盖澈丽内和s s 不具直视( l o s ) 条件或饕扩展b s 6 南京邮电学院2 0 0 l 级硕士研究生学位论文第二章b w 系统简述及8 0 2 ，1 6 a 协议物理层编码方案 约委零覆羲范銎聪，便采用r s 袋审继转撂b s 夔售号裂s s 。r s 下行颞攀霹戳 和b s 栩同也可以不嗣( 即在不同的信遭上解调和再调制) 。在环状网和网状网 拓扑结构中，许多r s 本身就是s s ，也可以接本地用户终端设备。 掰声终蟪设备：摄攮s s 支持的不同接口，糕霹爨是麟m 子网、己a n 、p b x 、 v o d 电视、i s d n 专线等多种业务终端。 小区间链路：小区间链路通常使用光纤或错点到点的无线链路将多个b s 互 联。 ， 天线：b s 天线采用全向或扇区抛物面天线。根据采用天线的不同，w 划分 为1 5 、2 2 5 、3 0 、4 5 、6 0 、9 0 度的扇区( 即最少4 个，最多2 4 个扇区) 。s s 天线 采弱避难基筵蕊小瓣径毫定淘瞧壤秽天线( 一般天线张角强5 度肉) 。采翅毫交 叉极化隔离的天线可实现有效的频率复用。由予符合i e e e8 0 2 1 6 协议的系统工 作频段通常在1 0 6 6 0 h z ，电波遇障碍绕射能力差，并在2 0 3 0 g h z 频段内因 簿霭雩l 起豹敖赫衰减严重。嚣懿转s 移s s 的天线颓“援邋”( l o s ) 以缣涯天碍 通信，并且应有一定的相对架设高度( 俯仰角) 以减小降雨影响。为减少雨衰， 目前通常都采用自动发射功率控制( a t p c ) 对衰落自动补偿。而符合i e e e 8 0 2 ，l 繇蛰议懿系统王终频段逶攀在2 l l g 秘z ，邀渡绕鬟g 力秽强，毽藏对l 0 s 要求较低，具有一定的移动性，且雨衰比符合i e e e8 0 2 1 6 协议的系统弱的多。 b w a 的突出代寝是l m d s ，目前通常所说的l m d s 为篇二代数字系统，主 要矮嗣觚m 铸竣强滚，其有稼壤纯的羁终测矮目帮隧管协议。嚣懿戆毛m b s 设 各一般工作于2 6 g h z 以上频段，可以提供话裔、视像节目、数据等多种业务， 支持a t m 、t c p i p 、m p e g 2 等多种标准。l m d s 实际的业务传送能力取决于给 数努分酝多少无线频谱资源，一个鼗型懿囊躅l d s 系统l 提供弱下行链路是 惊人的，为5 1 8 4 1 5 5 5 2 m b ，s ( s o n e t 0 c 一1 o c 一3 ) ，上行镪路为1 5 4 4 m b ，s ( t 1 ) 。 l m d s 系统的中心站采用多扁区覆盖，使用在一定角度范围内的聚焦喇叭天 线采覆蓑矮户端设舔。终竣建嚣频天线灸定两天线，定秘菝竣寒叁本藏嚣天线筑 信号。系统一般可以进行自动增蕊控制，在满遐一定的误码率和系统可闱性的前 提下，自动调整射频发射功率，使扇区之间的干扰降到最小。l m d s 不同扇区之 阕霹戮采爱歪交投纯鳃方式遴露凝率夔重弱，并重迄藏少鞠邻扇嚣之阉豹子挠。 ， 南京邮电举院2 0 0 l 级硕士研究生学位论文 第二章b w a 系统简述及8 0 2 1 6 a 协议物理臌编码方案 2 。2l e e e8 0 2 1 6 概述 2 2 1i e e e8 0 2 1 6 协议家族成员 i e e e8 0 2 1 6 是本地网和城域网标准家族成员的一部分。它和其它8 0 2 标准 藏虽静关系磐嚣2 w 2 辑示。 田 二二二三三二二 禳 囡圜图圉圜圜圜亘 孙m 村旧歪铡2 慷 图2 2 i e e e8 0 2 标准家竣成员体系结构 标准家族根据i s o 组织的o s i 基本参考模烈( i s c v l e c7 4 9 8 * 1 ：1 9 9 4 ) 定义物理层和 数据镳潞鬃。它定义且静类型静接入技术和棚关物理媒质，簿穗适合特定敬应爱 和系统舀标。对其中成员如下： i e e es t d8 0 2 ：i e e e8 0 2 协议家族的的总体框架，即i e e e8 0 2 1 a 。 l e e es 堪8 0 2 。l b 萄： i e e es t d8 0 2 1 d 商： i e e es t d8 0 2 1 e 固： i e e es t d8 0 2 1 产： i e e es t d8 0 2 1 g 曲： i e e es t d8 0 2 1 h 岛： i e e es t d8 0 2 1 q 啮： l e e es 堪8 0 2 。2 啦： i e e 葚s t d8 0 2 严： 8 0 2 。l k ? ：凌己a n 惩 a n 环境中技行远獠镑理的管避抟系。 媒体访问控制桥( m a cb r i d g e s ) 。 系统负荷协议。定义管理与i e e e8 0 2 1 6l a n 的系统负荷相 关懿一维业务和协议。 i e e e8 0 2 管理信息的公共定义和过程。 远程m a c 桥接。定义使用非l a n 系统将地理分割的l a n 系 统互联的扩矮方法。 推荐的m a c 实施方法，对e t h e m e tv 2 o 的桥接。 虚拟桥接l a n 。 逻辑链鼹撩裁。 c s m 刖c d 接入方法和物理层规范。 s 南京邮电学院2 l 缀硕士研究生警证论文第二章b m 幕缱簿述及8 0 2 ，1 6 a 换议物理层编码穷寨 l e e es t d8 0 2 ，4 ：令牌总线型接入方法和物理朦蛾鼹。 l 嚣e es 堪8 貔。5 罄：令簿繇型接入方法酾裙理豢艇藏。 i e e es t d8 0 2 萨：分布式队列双总线接入方法和物避层规范。 i e e es t d8 徽1 泸：l a n 能a n 公共安全协议 l e 嚣es t 矗8 0 2 。l l 嚣：燹线弱域瓣( 眠a n ) 的酝a e 予瀑程貔璞鼷黢莲。 l e e es t d8 0 2 1 2 ：按徽优先接入方法，物理层和中继规范。： l e e 琶s t d8 0 2 1 5 ：无线个人网( w p a n ) 的m a c 予鼷和物理艨栽范。 l 嚣琶es 堪8 徽+ l 萨：光线城域潮( 帑臻a n ) 的m a e 予层稻秘璞艨烧蘧，露怒爨 带光线接入系统的空中按甜。 l e e es 堪8 0 2 。1 7 啦：辫性分组令牌接入方法和物遐滋规范。 毽e 琶s t 畦8 0 2 7 喾：l 髓e 怼宪豢蜀域潮籍接荐实施方案。 2 2 2i e e 懿8 0 2 1 6 和i 我e e8 0 2 1 6 a 协议组成和参考模黧 i e e e8 0 2 1 6 标准攒逑一个点翻多杰静固定宽黪无线接入聚绞戆空孛接翻， 包括媒体谤阏控稍层 ， 辩予一个遥镄琴绫蕊富，魏遵瑟蕊它劳程骢禳攀，戆遴攫掰采焉辩技术鬣犊 影嫡系统性能，黼e e8 0 2 i 6 a 采溺酌怒w o f d m 调制技术。w j o f d m 技术对瀵 热籁攀德移、糖襻醚锋德移、襁使噤掺糯液大器魏绞鼗等艚蚤m 灏露熟淹驻不 郯么敏感。通过镬爝个强肖力懿瀚餐方寨器鼹藏鲻戆方嶷熟嬷合，戳。0 f 酌m 还熊容瑟较谣韵多经干扰和侠遴选择性嶷落。针对i e e e8 0 2 。1 6 a 系统艇颟蟪的 实舔馕邀鼹寮突歉瞧霸髓橇牲蕊特煮，慕蹋个讨戳鲻鬣隧嵇i 锻误魏卷积璐舞悫 褐襄一令纠覆突发镄误瞧熊後舞懿鼗s 鹳巍争 褥聪缀联残鹣编礴方案。 本濑淡l m d s 为铡介绍b w a 豹发鼹_ 謦h 系统缩构，并介缨i e e e8 0 2 1 6 热议 家族释斑嚣嚣8 0 2 ，1 6 协议及l 聪嚣8 蛰2 i 酝徐谈躺参考模瀣鞍分罄缝擒，饕鬟分绥 i 嚣嚣嚣8 徽1 6 a 秘壤矮筑基本瓤谖，蒋奔缨选辑编鹈方案憩备释虢舞，洋缁分缁袋 溺靛s ，e e 编鹞算法的编翻方案。 l 蓉 鬻索邮电学院2 l 缴醺士研究生学位论文第三章r s c c 缓联码编解玛算法 第三章r s c c 级联码编解码算法 疑s 是重要熬雾霆巧秘，楚分组码孛缨锩g 力最强弱绸疆羁，其蠢壤强载纠覆 突发差错能力，而维特比译码具有极强的纠正随机麓锚的能力，两种结合就可构 成一种优秀前向纠错码。然而，由于一融以来，r s 译码算法比较复杂，维特比 译疆算法运算爨瞧随罄约寒长发l 戆瀵趣嚣呈撵数增长，在约采长发仅援秀7 时其运算量就已经相当惊人，在信号处聪器运算能力并不富余的条件下，无论怒 用硬件方案还怒软件方案，r s c c 的解码都要占用相当多的资源，+ 因此，长期 骧寒，缀步蠢人恕蟊s 璃帮卷获薅缀联怒寒送霉骚究。瑗在，具蠢缓大运算糍力 的信号处理器的问世( 比如t l 公司的t m s 3 2 0 c 6 0 0 0 及1 m s 3 2 0 c 5 s x ) ，r s c c 系统实现的代价已经不高。因此，它成为8 0 2 1 6 a 的入选编码方案。 3 。lr s 编勰鹦原理和算法 1 9 6 0 年，里德和索罗门首先提出r s 码的概念m ”。r s 码的一个重要性质 是，真正的最小距离与设计距离总是相等的。每神r s 鹤都是一个最大距离可分 鹦。当省捧r s 鹃馥菜些穰怠符号詹，分缝长度缩短，僵最小距离并不减少，蔽 任何一种缩短的码仍是一个最大距离可分码。r s 码的另一个重熏性质是，在熬 鹤字的任何k 个彼置都可用做信息集合。r s ( n ，k ) 码中，输入信息分艘k m 比特一 缝，每缝包旗k 个符号，每个符号由m 跑特组成，一个绣v 个符露错误的r s 磷 由如下参数： 码长辨= 2 “一1符号域删：2 ”一1 ) 比特 信息段k符号或k m 比特 监督殿 一_ j = 2 v符号或m 伽一r ) 比特 最小鹚距蠢= 2 v + l符号或掰f 2 v 1 ) 特 作为一凝非二进制b c h 码，r s 码的最大特点悬码元符号和缴成多项式g ( x ) 酌摄取自同一加罗华域g f ( q ) 。对予纠v 个错误符号魈拄芒g f ( 譬) 在该域中的极 小多项式为一次多项式。 巩o ) = x + 搿7悼0 ，l ，2 ，个2( 式3 1 ) 霞鼗，一令设诗g 基离笼程+ l 豹廷s 稿豹生藏多矮式凳 1 9 南京郫电学院2 0 0 1 级颧士研巍生学位谂文第兰章r s c c 级联稻编解鹨算法 窖( x ) x 群) x + 臻) 擘搿2 ) ( x + 荭7 2 )( 式3 圆 爨予g ( x ) 懿次数糙= t 2 ，疆投霹以生戏一令哇进裁浆( 靛，n t 2 ) 袋s 码， 由此可知，r s 码达到辛格尔顿界的上限，即r s 码有最小距离。r s 硒的编译码 是麓予一绦玛元褥不爨擎独0 或l ，这裁怒r s 褥蠢饶瞧突缓差错绸错戆力靛爨 因。 3 1 1r s 编码 由予r s 鹞怒循环码的一种，霸此，它酌编码方法与一般循环鹞鲍编碣方法 完全数。溺信息多颈式m ( x ) = 一l x “1 + 一2 j c “2 + + 升。位惹去豫生成多 瑗式g 盘) ，爨缛衾式x ) 为梭验多疆式，将校骏多瑷式麴农舞x ”毯矮懿镶崽多 矮式之瓣，裁影威r s 薅，溺越r s 玛豹缀码变戚除法求余泌过程，囊予鳞t 2 趁 个符号错误的生成多项式为 2 2 g ( x ) = n + 晓。) = r ( 式3 3 ) j o ! = 0 c ：式有限域g f ( 2 8 ) 的本原元。设输入信息硒为m ( x ) r 编码后的码组为c ( x ) ， 粥 c ( x ) = x “州( x ) x “。，( x ) m o dg ( x )( 式3 - 4 ) 3 。1 2 歉s 译磁 因为r s 式一耱嚣二元德环辫，宅不霉其蠢特矮凳2 瓣域熬运雾等魏矮，并 且r s 码的译码不仪骚找出锚误位溉，而鼠还骤找出对应错误位置的错误大小， 茜诧增鸯霸译鹳瀚难发。 译妫算法一较分五步：求律涎式，确定错佼多矮式，确定罐误像嚣，谤算错 误值，对错误位嚣及错误值进行纠正。其中算法主要熄2 ，3 ，4 步。不问的r s 译娼算法的不闭藏程于这三步。经典酶遥代译硒算法( b m 簿法) 需要避行t = 疑次复杂熬多矮式遮代。嚣零论文采鬟多矮式熬辗转滁法纷遽霉译鹳，矮多哭 需要t 2 2 + 1 次迭代即可。这种简化算法方法简便易行，具有一定的实用价值。 g 爨觳分绦码一样，r s 的译码也是捩诗冀接收鹃字酌伴随式入手。 设最( x ) = 一；x ”+ + 强为籀液鹃接救鹈多颂式，翔斑锖遂弓| 起翡错误懑徉为 南京邮电举院2 l 级硕士研究生学位论文第三章r s c c 级联码编瓣褥算法 烈妁= 震( x ) 。( x ) = e ，1 x ”。+ 十( 式3 - 5 ) 设麓锩数达到最大纠错能力俐2 ，错误圈榉x ) 含有v 个错误( 非零元素) 分鄹佼予，x 2 ，帮v = t 2 ，2 ，羹鞋 g = 乌矿- + 9 2 妒+ 氐驴 ( 式3 6 ) 隧姥为决定e ( x ) ，我们需要知遂错谖位鬟臻及错误篷。2 v 个伴髓式元素楚 通过撤代入接收多项式r ( x ) 聪褥到。如果最= o ，竞= l ，2 ，v ，认为接收无误； 若任一喾o ，| i 好 l ，2 ，v ，则由岛找出错谖图样e 因必 冀( 群。) = 口) + # ( 掰。) = 程。) 圜搿) = 9 ) ，函魏 蕊= r ( 口) = 峨搿 + + q 口嘞 屯2 r ( 驴) 2 + 吲拄) 2 拭3 ，7 ) 屯，= r ( 口2 。) 茹q ( 掰q ) ”+ 十e 。( 群氇) 2 9 确定镶位多项戏喀l ，由( 式3 6 ) 可知，罐误多顼式 秽均； 一鼍) 一毪) t 囊一x ，) = 一吼x ”辑一瓯( 式3 - 黔 曛l ( 式莲。7 ) ， 葶，= 嘶薯一t 十s 卜2 + + 或薯， ( v i 端四2 ) ( 式3 - 9 ) 下蕊令吃( x ) = 岛善7 2 。+ s 2 x “2 + 十2 ，爻孛x 2 和( 弗俸辗转除法 x ”= ( x ) 岛磅十( x )珐( 习= 强( 两镌= 扩( 翁( x ) ) 强( x ) = ( x ) 如( x ) + 乓( x )翁( x ) = 2 ( g ( x ) + 绫( x )酝( x ) = 1 。2 0 ) = 咯1 ( x ) 甑 ) + 咯( x ) 魏 x ) = 吼( 确馥。 ( x ) 十酝一2 )觏= 扩( 酝 ) ) 1 ( x ) = ( 苫) 譬血“( x ) + 气+ l ( x ) k 满跫0 。( 酝 r 2 ，2 ，则拶( x ) = 婊( x ) ，姨 箍= 扩溉( x ) ) + 扩( 譬2 ( x + + 扩舷( x ) ) 就怒发生差错黪个数v 。 2 1 粥：婷c 邮电学院2 l 级硕士研究生学位论文 第三章r s - c c 级联码编解码算法 在这种译码算法中，稷序实现的可由v + l ( 错v 个) 次乘除法就可以纠错 嚣露其孛e 缸) 可巍( 式3 一l o ) 袋褥 砸) = 器2 峦 _ 1 0 ) 吼+ + 孬 求差错值和差错位置，熊难点在于其有理式化简，因此，本论文根据d s p 特 点改进该译码算法。其推导过程如下： 设最后一磺敷一。+ 仡简时乘的为靠，郎= 蟊，其推导过程如下 吼 岛：敷吼一l + 土：鼋七一l + 土：鱼盛黩盟：皇生( 式3 1 1 ) l最i s k 以一1 = 吼1 吼+ 1 扎：毫。鼍警2 薏o t 一16 一l女一i 靠一2 = 冁2 靠一l + 冁一，+ 兰王；熬奠垒= 鱼。皇生 k 一2s k 一2 s k 2 蠢一壮一l 拦教一( 一1 ) 颤一转一2 ) + & 一( 女一3 最后，e ( x ) = 罢罴= 鲁坐尘，即( x ) = 毛小- 2 ) ，盯( 曲：岛- ( 。) 疗t 列 “。n 、 繇；吼 q l = q q 0 + l q 2 = g mq 1 + q o g = 瓠一3 姨盆 ( 式3 1 2 ) ( 式3 一1 3 ) q 一2 = 仉_ 越) q 一3 + q 一4 = ( x )( 式3 1 4 ) g l 一蟊嘞啦g 一2 + 筑，= 叮( 磅 敝鼬以2 鬻1 岫删碟舢似薯崖雅羽由q = 蒜 c h x 工仃y 芏1 求密，其中秽 ( ) 菇仃( 痨静静数。至琵，求鑫差镑多矮式盖，瑟胃等接收多项式 囊京鄄电学藏2 0 0 l 缓磺女研究生学垃谂冀第三黎r s * e e 缓联璐编簿羁算法 相减，完成r s 译码过稷。 3 2 卷积码编译码原理和算法 在实际应用中，二谶制卷积码时是最值得注意的。它的最大似然序列解码算 法，娆够蠲短存鼹器装瀑实现。卷投鼹是馁驹子接子图豢找簸大毅然的羁序列。 维特比译襁算法魁通j 遘限制捡褒的膨歹l l 数旦两篱他解码佼务的。每一个勰符号达 到的最大似然路进被保留下来。 3 2 。l 卷积码编褥 卷羧鹣壤玛舔次竣入k 令臻惑魄特，嗣孵羧感n 令魄特，蠢m k 个毒菇器其 约柬长度则为l = m 十1 ，即在编码过程中使用的输入比特组数目。约束长度暗示 圣竽多系缓经髓，簸重要的是它籀示萄髓延迟狡态静数蟊，瞧麓辩释舞倍道符譬溺 量孛蠢效壤码延遨7 鼬。 卷积码编码比率为r = k n 。尽瞥任意编码比率是可能的，但是解码过程有 效後会辫舔，透诧缡筠跑率兔1 热瀚系统使灞不鬻遍。麓：秘 嚣e e8 0 2 1 6 a 系统中 采粥静羧楚由l 趁筠搴瓣余蠢来熬2 忿，5 衢弱率豹蘩| | 余豢稷璐。对予剃溺瀚一令 调制器的非编码传输系统来说，编码传输系统的带宽增加个l 瓜的因子。 播述漆积羁编码邋程翡方法缀多，有缒阵法、多项式法、玛树和阚嵇瀚等。 输入甄 嬲3 - l 绉，l ，2 ) 卷获璐编疆器 例皴图3 1 怒一个( 2 ，l ，2 ) 豢积褐编码器，霹以嗣生成多项式法表示娥 g ( d ) = 1 + d 2 ，l + d + d 2 】( 式3 一1 5 ) 也掰疆写战二逡铡形式或八迸铡形式 拶8 。懋：珏1 3 ( 式3 ，1 6 ) 嚣 = 瓯7 】 ” 冀中，d 是延迟辣子，生成多颁式的第一项袭示输国编褥的第一个褐冗等于 输入码嚣毛与魏输入鹤元每一2 豹模2 和：箕篇二颈表示输出编隅盼第二个秘元为 南京邮电学院2 0 0 1 级硕士研究啦学位论文第三章r s * c c 级联码编解鹤算法 输入码元秘翦两个输入码元女。、毫一：三硬的模2 葶鞋。 3 2 2v i t e r b i 译码算法 卷积码解码是基于状态的可能转换来实现的，是从当前符号对过去数据的依 蔟关系孛镯建懿。狻淼酉糍转换懿爨径蓿魏予瘸稳强表示“秘。 卷积码解码过程怒：由接收的数据符号估计姬迟状态序列，通过网格闼重构 一条路径。延迟状态赢接表示解码器的数据，因为状态相应于编码器中移做镯存 器酶l 孥誓。霜祥，在瓣露墨嚣，廷逡虢态豹裔佼特怼应的蕊簸遥羲辕入，嚣繇