一种基于IEEE802.11a的OFDM帧定时同步方法

摘要

一种基于IEEE802.11a的OFDM帧定时同步方法，属于无线数字通信技术，步骤为：接收机接收数据信号，经延迟相关算法实现粗帧定时同步，得到粗帧定时同步信号；数据信号依次经过粗频偏模块和细帧定时模块，通过互相关算法实现细帧定时同步，得到细帧定时同步信号；控制信号联合控制产生有效数据开始信号payload和数据到达计数信号count；有效数据开始信号payload控制去循环前缀以使数据进行FFT运算和信道估计，数据到达计数信号count控制载波频偏的计算；有效数据开始信号控制去循环前缀cp以使数据进行FFT运算和信道估计。本发明降低了复杂度的同时，提高了精度，解决了数据星座图发散和旋转的问题。

主权项

1.一种基于IEEE802.11a的OFDM帧定时同步方法，由无线实时传输系统实现，该系统包括发送装置、接收装置，其中发送装置包括发送端开发板和发送端计算机，发送端开发板和发送端计算机相连；接收装置包括接收端开发板和接收端计算机，接收端开发板和接收端计算机相连，该方法步骤如下：1)无线实时传输系统接收机接收数据信号，通过延迟相关算法实现粗帧定时同步，得到粗帧定时同步信号；延迟N_d个样值的两个相同训练序列，因其自相关函数R(τ)在τ=0时达到最大值，所以寻找R(τ)的最大值，也就是找到最佳定时时刻，这种算法也称之为延迟相关算法,具体步骤如下：(1)接收到的数据经过延迟自相关得到相关值C_n=r_n+kr^*_n+k+16(r_n+k为接收的第n+k个数据)，所得值经过相减累加得到（2）接收到的数据经过取模操作得到能量值，能量值经过相减累加得到${P1}_n=\underset{k=0}{\overset{15}{\Sigma }}(P_n-P_{n+N_d});$（3）定义判别变量M_n=(P1_n)²>|C1_n|²，若M_n=1则粗帧定时时刻来到，其高电平1会持续一个N_d*9的平台；从而得到粗帧定时同步信号；2）无线实时传输系统接收机接收数据信号，得到纠正频偏后的数据信号；3）纠正频偏后的数据信号，通过互相关算法实现细帧定时同步操作，得到细帧定时同步信号；具体步骤如下：基于训练符号的细帧定时同步算法在接收端准备好训练序列t_k,k=0,1,...,L-1(L=64)，IEEE802.11a标准所采用帧结构中长相关数据，所以只需在接受信号r_n中寻找与之匹配的数据段，可通过互相关来完成，即寻找R_s(n)模值的2个最大的样值，该模值为接收数据与长前导字数据的互相关值，即为长前导字符号的结束时刻；接收到的数据通过取符号操作，把复杂的数据变为(-1、1、0)数据，其原则为，正数变为1、负数变为-1、零即是0，然后再与存在本地的训练序列互相关，可以得到细帧定时同步信号：$R_s=\underset{k=0}{\overset{L-1}{\Sigma }}\left(r_{n+k}{t^{*}}_k\right);$4）粗帧定时同步信号和细帧定时同步信号联合控制产生有效数据开始信号和数据到达计数信号,步骤3）所得两个最大样值信号延迟相与得到长前导字结束信号，延迟时间为一个长前导字长度64；数据到达计数信号由所述步骤1）所得短前导字开始信号的高电平开始计数，当互相关信号延迟相与信号的上升沿到达时，重载入细帧尾，以纠正粗帧定时相关的不精确计数；5）有效数据开始信号控制去循环前缀cp以使数据进行FFT运算和信道估计，具体为：有效数据开始信号控制接收数据去循环前缀(cp)以使数据的每个帧在正确的位置进行FFT操作，还控制信道估计模块精确的信道估计和载波细频偏；数据到达计数信号控制粗频偏模块正确的判定长前导字的开始位置，以精确地估计粗频偏。