Mimo-ofdm wlan系統(tǒng)的同步方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明設(shè)及一種MIMO-OFDM WLAN系統(tǒng)的同步方法及系統(tǒng)，屬于信號(hào)處理、無(wú)線通 信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線局域網(wǎng)WLAN經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，得到了廣泛應(yīng)用。大部分現(xiàn)代的WLAN系統(tǒng)均 是基于IE邸802.11系列協(xié)議。I邸E 802.1化協(xié)議是第一個(gè)被廣泛使用的802.11系列協(xié)議， 緊接著后續(xù)不斷發(fā)展更新發(fā)布了16趾802.11曰、16趾802.11旨、16趾802.1111和16趾 802.1 IacdWLAN系統(tǒng)大部分均使用OFDM調(diào)制方式。從IE邸802.1 In協(xié)議開(kāi)始，MIMO技術(shù)被應(yīng) 用于WLAN系統(tǒng)中。
[0003] (FDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)是一種多載波調(diào)制方案，它將高速的數(shù)據(jù)流劃分到多個(gè) 并行的數(shù)據(jù)流中，降低了單個(gè)數(shù)據(jù)流的速率，并且調(diào)制到多個(gè)子信道上單獨(dú)傳輸。而MIMO (11111:1916-1噸11111111:1916-〇1119111:)技術(shù)可^在0抑1技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高數(shù)據(jù)傳輸速率、 無(wú)線信道容量和增加頻譜利用率W及降低誤碼率。
[0004] 在MIMO-CFDM系統(tǒng)中，同步技術(shù)是接收機(jī)系統(tǒng)中重要且基礎(chǔ)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是接收機(jī) 系統(tǒng)中信道估計(jì)和信道均衡W及準(zhǔn)確接收解析數(shù)據(jù)的重要前提。另外OFDM系統(tǒng)對(duì)于載波頻 偏和采樣頻偏的非常敏感，W及MIMO-OFDM系統(tǒng)中傳統(tǒng)的同步算法可能帶來(lái)偽多徑效應(yīng)問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：針對(duì)傳統(tǒng)的MIMO精同步算法無(wú)法克服偽多徑效應(yīng)問(wèn)題，W及OFDM系統(tǒng) 對(duì)于載波頻偏和采樣頻偏的敏感性，本發(fā)明提供了一種新型同步方法，能有效的克服偽多 徑效應(yīng)和準(zhǔn)確的估計(jì)出載波頻偏和采樣頻偏并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。
[0006] 技術(shù)方案：一種新型的適用于MIMO-OFDM WLAN系統(tǒng)的同步方法，主要包括MIMO精 同步和MIMO聯(lián)合頻偏估計(jì)兩個(gè)步驟。
[0007] MIMO精同步在每根接收天線上分別做同步。利用802.11系列協(xié)議帖信號(hào)中存在的 兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)訓(xùn)練序列與本地的一個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練序列分別做相關(guān)，并引入懲罰因子抑制單 個(gè)訓(xùn)練序列產(chǎn)生的小相關(guān)峰。針對(duì)循環(huán)移位特性引入的多個(gè)子峰問(wèn)題(稱為偽多徑效應(yīng)）， 引入局部窗口積分策略消除子峰。
[000引MIMO聯(lián)合頻偏估計(jì)利用所述帖信號(hào)中兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)訓(xùn)練序列，基于最大似然 算法進(jìn)行聯(lián)合載波頻偏和采樣頻偏估計(jì)，適用于MIMO系統(tǒng)。
[0009] 具體地，所述MIMO精同步流程如下：
[0010] 假設(shè)本地長(zhǎng)訓(xùn)練序列為U j)，單個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練序列的長(zhǎng)度為N。第i根接收天線上接收 到的基帶信號(hào)為ri(n)。
[0011] (1)計(jì)算序列相關(guān)值
[0012] C,(H)二玄/;(" + /)足('/H -f- /' + /V')I( /) (I) /=0
[oou]歸一化能量
[0014] 卸"）二芝I王C/f (2):
[0015] 定義懲罰因子 辦-1'
[0016] W")二乙貸) /=日
[0017] (2)計(jì)算中間變量
[0019] (3)局部積分處理。
[0020] 在一定大小的窗口（W+1)內(nèi)，其中W為正整數(shù)，作如下積分處理。 化
[00別]藝 M,.(" + y) (5) 扛-W
[0022] 窗口參數(shù)W是由MIMO的各個(gè)發(fā)射天線上的循環(huán)移位特性CSD和采樣周期共同決定。 假設(shè)采樣周期為Ts, Mesd為某一發(fā)射天線上的循環(huán)移位時(shí)間。滿足的條件為:Mesd可W被Ts整 除，且為所有發(fā)射天線上的循環(huán)移位時(shí)間中滿足該整除條件的最大循環(huán)移位時(shí)間。窗口參 數(shù)W的計(jì)算公式為
[0023] W=McsdZTs (6)
[0024] 式（16)中，yi(n)即為最終的判決變量。計(jì)算出本判決變量最大值所處位置，即為 精同步的最終位置。
[0025] 具體地，所述MIMO聯(lián)合頻偏估計(jì)的流程如下：
[0026] 假設(shè)第V根接收天線上接收到的兩個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練序列經(jīng)過(guò)FFT變換到頻域后分別為Yv,1 (k)和Yv,2化），歸一化載波頻偏用符號(hào)e表示，歸一化采樣頻偏用符號(hào)Tl表示。Nr為接收天線 個(gè)數(shù)。K為子載波數(shù)。
[0027] 假設(shè)接收端的載波頻率為f'，采樣間隔為T'，發(fā)射端的載波頻率為f，采樣間隔為 T。定義載波頻偏為A f = ，采樣間隔偏差A(yù) T = T '-T，相對(duì)載波頻偏e( Carrier Rrequency Offset,CFO)和相對(duì)采樣頻偏!!(Sampling Rrequency Offset)為
[002引 E= AfNT=( Af/f)(NTf) (7)
微
[0030]則聯(lián)合頻偏的最大似然估計(jì)為
獄
[0032] 定義 (!0)
[0034]最大似然目標(biāo)函數(shù)為
[0036] (1)為減小計(jì)算的時(shí)間復(fù)雜度，利用最優(yōu)化領(lǐng)域的信賴域反饋算法求解采樣頻偏 的估計(jì)值巧，使得目標(biāo)函數(shù)能取得最小值。
[0037] 需要提供的梯度矩陣和海瑟矩陣的計(jì)算公式為
[0040] (2)計(jì)算載波頻偏的估計(jì)值
(!4)
[0042] 本發(fā)明還提供適用于MIMO-CFDM WLAN系統(tǒng)的同步系統(tǒng)，其特征在于包括：
[0043] MIMO精同步模塊：用于在每根接收天線上分別做同步，利用帖信號(hào)中的兩個(gè)完全 相同的長(zhǎng)訓(xùn)練序列與本地的一個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練序列分別做相關(guān)，并引入懲罰因子抑制單個(gè)訓(xùn)練序 列產(chǎn)生的小相關(guān)峰，引入局部窗口積分策略消除子峰；
[0044] MIMO聯(lián)合頻偏估計(jì):利用所述帖信號(hào)中的兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)訓(xùn)練序列，基于最大 似然算法進(jìn)行聯(lián)合載波頻偏和采樣頻偏估計(jì)。
[0045] 有益效果:本發(fā)明提出的適用于MIMO-OFDM WLAN系統(tǒng)的同步方法，MIMO精同步具 有良好的精同步效果，能獲得單個(gè)相關(guān)峰，有效地抵抗偽多徑效應(yīng)。MIMO聯(lián)合頻偏估計(jì)具有 較好的頻偏估計(jì)效果和較低的時(shí)間復(fù)雜度。本發(fā)明適用于帖結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)相同的長(zhǎng)訓(xùn)練 序列的MIMO-O抑M系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為本發(fā)明所述的MIMO精同步算法框架圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中中間變量Mi (n)的圖形；
[0048] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中MIMO精同步算法判決變量yi (n)的圖形；
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