本发明专利技术公开了一种适用于MIMO-OFDM WLAN系统的同步方法及系统，用于实现MIMO-OFDM系统的精同步和载波频偏估计以及采样频偏估计，包括精同步模块和联合频偏估计模块。精同步模块利用惩罚因子和局部积分策略实现MIMO系统的精同步；联合频偏估计算法基于最大似然算法和信赖域反馈算法来实现载波频偏和采样频偏的联合估计。本发明专利技术适用于MIMO系统，可有效地抵抗伪多径效应，具有较小的同步误差和较小的频偏估计误差且具有较低的运算复杂度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种MIMO-OFDM WLAN系统的同步方法及系统，属于信号处理、无线通 信
技术介绍
无线局域网WLAN经历了飞速的发展，得到了广泛应用。大部分现代的WLAN系统均 是基于IE邸802.11系列协议。I邸E 802.1化协议是第一个被广泛使用的802.11系列协议， 紧接着后续不断发展更新发布了16趾802.11曰、16趾802.11旨、16趾802.1111和16趾 802.1 IacdWLAN系统大部分均使用OFDM调制方式。从IE邸802.1 In协议开始，MIMO技术被应 用于WLAN系统中。 (FDM(正交频分复用)技术是一种多载波调制方案，它将高速的数据流划分到多个 并行的数据流中，降低了单个数据流的速率，并且调制到多个子信道上单独传输。而MIMO (11111:1916-1吨11111111:1916-〇1119111:)技术可^在0抑1技术的基础上，提高数据传输速率、 无线信道容量和增加频谱利用率W及降低误码率。 在MIMO-CFDM系统中，同步技术是接收机系统中重要且基础的一个环节，是接收机 系统中信道估计和信道均衡W及准确接收解析数据的重要前提。另外OFDM系统对于载波频 偏和采样频偏的非常敏感，W及MIMO-OFDM系统中传统的同步算法可能带来伪多径效应问 题。
技术实现思路
专利技术目的：针对传统的MIMO精同步算法无法克服伪多径效应问题，W及OFDM系统 对于载波频偏和采样频偏的敏感性，本专利技术提供了一种新型同步方法，能有效的克服伪多 径效应和准确的估计出载波频偏和采样频偏并对其进行补偿。 技术方案：一种新型的适用于MIMO-OFDM WLAN系统的同步方法，主要包括MIMO精 同步和MIMO联合频偏估计两个步骤。 MIMO精同步在每根接收天线上分别做同步。利用802.11系列协议帖信号中存在的 两个完全相同的长训练序列与本地的一个长训练序列分别做相关，并引入惩罚因子抑制单 个训练序列产生的小相关峰。针对循环移位特性引入的多个子峰问题(称为伪多径效应）， 引入局部窗口积分策略消除子峰。[000引MIMO联合频偏估计利用所述帖信号中两个完全相同的长训练序列，基于最大似然 算法进行联合载波频偏和采样频偏估计，适用于MIMO系统。 具体地，所述MIMO精同步流程如下： 假设本地长训练序列为U j)，单个长训练序列的长度为N。第i根接收天线上接收 到的基带信号为ri(n)。 (1)计算序列相关值 C,(H)二玄/;(" + /)足('/H -f- /' + /V')I( /) (I) /=0归一化能量 卸"）二芝I王C/f (2): 定义惩罚因子 办-1' W")二乙贷) /=日 (2)计算中间变量 (3)局部积分处理。 在一定大小的窗口（W+1)内，其中W为正整数，作如下积分处理。 化艺 M,.(" + y) (5) 扛-W 窗口参数W是由MIMO的各个发射天线上的循环移位特性CSD和采样周期共同决定。 假设采样周期为Ts, Mesd为某一发射天线上的循环移位时间。满足的条件为:Mesd可W被Ts整 除，且为所有发射天线上的循环移位时间中满足该整除条件的最大循环移位时间。窗口参 数W的计算公式为 W=McsdZTs (6) 式（16)中，yi(n)即为最终的判决变量。计算出本判决变量最大值所处位置，即为 精同步的最终位置。 具体地，所述MIMO联合频偏估计的流程如下： 假设第V根接收天线上接收到的两个长训练序列经过FFT变换到频域后分别为Yv,1 (k)和Yv,2化），归一化载波频偏用符号e表示，归一化采样频偏用符号Tl表示。Nr为接收天线 个数。K为子载波数。 假设接收端的载波频率为f'，采样间隔为T'，发射端的载波频率为f，采样间隔为 T。定义载波频偏为A f = ，采样间隔偏差A T = T '-T，相对载波频偏e( Carrier Rrequency Offset,CFO)和相对采样频偏!!(Sampling Rrequency Offset)为[002引 E= AfNT=( Af/f)(NTf) (7)微则联合频偏的最大似然估计为獄 定义 (!0)最大似然目标函数为 (1)为减小计算的时间复杂度，利用最优化领域的信赖域反馈算法求解采样频偏 的估计值巧，使得目标函数能取得最小值。 需要提供的梯度矩阵和海瑟矩阵的计算公式为 (2)计算载波频偏的估计值(!4) 本专利技术还提供适用于MIMO-CFDM WLAN系统的同步系统，其特征在于包括： MIMO精同步模块：用于在每根接收天线上分别做同步，利用帖信号中的两个完全 相同的长训练序列与本地的一个长训练序列分别做相关，并引入惩罚因子抑制单个训练序 列产生的小相关峰，引入局部窗口积分策略消除子峰； MIMO联合频偏估计:利用所述帖信号中的两个完全相同的长训练序列，基于最大 似然算法进行联合载波频偏和采样频偏估计。 有益效果:本专利技术提出的适用于MIMO-OFDM WLAN系统的同步方法，MIMO精同步具 有良好的精同步效果，能获得单个相关峰，有效地抵抗伪多径效应。MIMO联合频偏估计具有 较好的频偏估计效果和较低的时间复杂度。本专利技术适用于帖结构中具有两个相同的长训练 序列的MIMO-O抑M系统。【附图说明】 图1为本专利技术所述的MIMO精同步算法框架图； 图2为本专利技术实施例中中间变量Mi (n)的图形； 图3为本专利技术实施例中MIMO精同步算法判决变量yi (n)的图形；[当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于MIMO‑OFDM WLAN系统的同步方法，用于接收机系统的同步，其特征在于包括如下步骤：MIMO精同步：在每根接收天线上分别做同步，利用帧信号中的两个完全相同的长训练序列与本地的一个长训练序列分别做相关，并引入惩罚因子抑制单个训练序列产生的小相关峰，引入局部窗口积分策略消除子峰；MIMO联合频偏估计：利用所述帧信号中的两个完全相同的长训练序列，基于最大似然算法进行联合载波频偏和采样频偏估计。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：裴文江，沈汉文，王开，夏亦犁，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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