毫米波無線局域網(wǎng)同步及信道估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和研究也從未停止腳步。IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)802.11a/b/g/n/ac，數(shù)據(jù)傳輸速率實(shí)現(xiàn)一次又一次的突破，無線局域網(wǎng)的整體性能也進(jìn)一步提升。但是，隨著用戶數(shù)量越來越多且低頻段(2.4/5GHz)頻譜資源趨于緊張，勢必要開發(fā)新的頻段來滿足用戶不斷增長的需求，因此，毫米波段得到廣泛關(guān)注。IEEE802.11ad標(biāo)準(zhǔn)作為60GHz的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，具有相當(dāng)廣闊的市

2、場發(fā)展前景。而增強(qiáng)的802.11ad標(biāo)準(zhǔn)引入了MIMO及信道匯聚技術(shù)，將傳輸場景擴(kuò)展為長距離大時延傳輸，盡可能地滿足用戶體驗(yàn)。
　　本文以IEEE802.11ad標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以增強(qiáng)11ad為向?qū)?，研究適合于60GHz無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)要求的同步及信道估計(jì)技術(shù)。首先，對IEEE802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的3種物理層幀結(jié)構(gòu)及適用場景進(jìn)行介紹，簡單描述單載波系統(tǒng)及多載波OFDM系統(tǒng)的基本原理，并對兩種系統(tǒng)進(jìn)行簡單的分析比較。然后，基于物理幀前

3、導(dǎo)的短訓(xùn)練(STF)字段，介紹了Schmidl&Cox，Minn及基于格雷序列的時間同步算法。在時間同步的基礎(chǔ)上，進(jìn)行頻偏估計(jì)和補(bǔ)償，將L&W，Kay，L&R，F(xiàn)itz頻偏估計(jì)算法在11ad信道模型中進(jìn)行仿真驗(yàn)證。接下來針對增強(qiáng)11ad標(biāo)準(zhǔn)，在大時延、MIMO、信道匯聚場景下，提出一種基于格雷互補(bǔ)序列的E-STF設(shè)計(jì)方案，并對序列的時間同步及頻偏估計(jì)性能進(jìn)行仿真分析。接著，針對前導(dǎo)信道估計(jì)(CE)字段，重點(diǎn)分析頻域LS信道估計(jì)及基于格雷

4、序列的時域相關(guān)信道估計(jì)算法，仿真表明時域相關(guān)算法不僅估計(jì)性能優(yōu)異而且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低。根據(jù)信道估計(jì)得到的結(jié)果，對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域均衡，主要討論線性均衡ZF和MMSE均衡算法，搭建鏈路級仿真平臺進(jìn)行驗(yàn)證，因?yàn)镸MSE算法分析噪聲和干擾的影響，均衡性能要略優(yōu)于迫零算法。最后針對大時延、MIMO、信道匯聚場景，提出一種新的基于格雷互補(bǔ)序列的同步及信道估計(jì)訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)方案，該方案將MIMO信道估計(jì)轉(zhuǎn)化為多條SISO信道估計(jì)，實(shí)現(xiàn)簡單，而且估計(jì)性能較好。