一种针对突发OFDM信号的定时同步新算法
2008-07-25
作者:金小萍, 周小微, 金 宁
摘 要: 在正交频分复用" title="正交频分复用">正交频分复用(OFDM)系统中,定时同步和频偏估计对系统性能起着关键作用。给出了基于IEEE802.11a的突发OFDM系统模型,利用突发OFDM本身所具有的前导字,提出了一种易于硬件实现" title="硬件实现">硬件实现的定时同步估计算法,仿真结果表明该算法能较好地适应突发OFDM系统在短时间内快速定时的要求。
关键词: OFDM 突发 定时同步 前导字
近几年来,正交频分复用技术(OFDM)由于具有最大限度地利用频谱资源和抗多径干扰能力强等优点[1],在无线通信中的应用越来越得到关注,并相继成为无线局域网IEEE802.11a、无线城域网IEEE802.16等无线通信标准的核心技术,并有望成为3G Beyond/4G" title="4G">4G的关键技术之一。
定时误差和载波频偏是OFDM系统必须要解决的两个关键问题。严重的定时误差会造成码间干扰(ISI),而载波频偏会破坏子载波之间的正交性,从而导致载频干扰(ICI)。这都将严重影响OFDM系统的性能,很多研究者对此进行了深入的研究。但是提出的许多方法十分复杂,而不是真正从硬件实现上考虑。本文针对突发OFDM信号的定时同步技术要求,以基于IEEE802.11a标准的帧格式为例,提出了一种适合在硬件上实现的突发OFDM信号定时同步算法。
1 IEEE802.11a的OFDM信号帧格式
如图1所示,基于IEEE802.11a [3]的OFDM信号帧格式分为三部分[2]:Preamble、signal字段和data段。其中Preamble由短前导字符号序列和长前导字序列以及长短前导符号保护间隔(GI2)构成。IEEE802.11a规定短前导字由十个相同的符号组成,每个符号长度为16个采样点;长前导字由两个相同的符号组成,每个符号长度为64个采样点;GI2采样点为32个。SIGNAL域包含了MAC信息,由一个OFDM符号组成。DATA域为要传送的信息,由若干个OFDM符号组成。每个OFDM符号由80个采样点组成,其中前16个采样点是本符号最后16个采样点的重复,称为循环前缀CP(Cyclic Prefix)。SIGNAL域和DATA域在频域上有52个有效子载波,其中4个为导频" title="导频">导频。导频采用BPSK调制,其调制数据为一固定序列。SIGNAL域上其它子载波和导频一样采用BPSK调制,DATA域上除导频外的其它子载波可以根据需要选择BPSK、QPSK、16QAM或64QAM调制。
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