[發明專利]正交頻分復用802.11系統接收端反身式信道估計的方法及實現系統

有效

• 申請號: 200610150586.5
• 申請日: 2006-10-20
• 公開（公告）號: CN101166167A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 劉謙雷;鮑東山
• 申請（專利權）人: 鮑東山
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03;H04L29/06;H04J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，特別涉及正交頻分復用(OFDM)無線局域網系統。

背景技術

隨著社會生活越來越廣泛的對于信息的需求，網絡已經越來越成為人們日常生活不可缺少的一部分。無線局域網因其接入靈活、不需要布線等優點，具有廣闊的發展前景。

IEEES02.11工作組針對無線局域網的應用需求提出了其無線局域網的解決方案，這就是802.11無線局域網標準。到目前為止，802.11無線局域網物理層的標準主要有四個，即802.11，802.11b，802.11g和802.11a，媒體接入(MAC)層的標準主要有802.11和802.11e。在物理層標準方面，802.11定義了跳頻擴頻、直接序列擴頻和紅外三種工作方式；802.11b對802.11的直接序列擴頻工作方式進行擴展，使其物理層最高數據速率達到11Mbps(前者只能達到2Mbps)；802.11g則對802.11b作進一步的擴展，在兼容802.11b的基礎上，加入了OFDM工作方式，物理層最高數據速率可達54Mbps，802.11g和802.11b均工作在2.4G頻段；802.11a標準工作在5G頻段，采用OFDM工作方式，物理層最高數據速率為54Mbps；802.11g的OFDM工作方式與802.11a采用了完全相同的實現方式，差別只在于工作頻段不同。在MAC層標準方面，802.11定義了802.11網絡中工作站點占用信道的方式，即通過隨機競爭占用信道(DCF)和AP通過中央控制占用信道(PCF)兩種方式，802.11e主要是針對802.11網絡的用戶質量問題而提出的解決方案，提出了HCF工作方式來實現局域網通信中的用戶質量。

在802.11-OFDM(含802.11a和802.11g的OFDM方式)系統中，接收端的信道估計通過物理幀幀頭中的長訓練符號來實現。由于每次信道估計在各個子載波信道上只能通過兩個樣本來實現，當信道條件較差時，其信道估計會存在較大的偏差，從而會影響到接收端解數據包的性能。

本發明考慮利用所發送的數據包中的數據符號來進行反身式信道估計。當發射站點向接收站點連續發送數據包時，信道在一段時間內可認為是保持不變的，因此，可將當前數據包的數據作為訓練序列對當前信道作反身式信道估計，用于后續數據包的信號檢測。另一方面，在物理層采用閉環工作方式時，接收端可以通過作反身式信道估計得到較為精確的信道估計值，再反饋給發射端。在802.11-OFDM系統中，為提高物理層數據傳輸的性能，可考慮采用閉環工作方式。

反身式信道估計的實現過程是：接收站點對接收到的數據包首先利用長訓練符號按常規方法進行信道估計，并將該信道估計的結果用于對當前物理幀數據符號的均衡。通過對接收的數據符號的均衡、解調和解碼，得到信息序列，即當前數據包所傳輸的MAC幀。若信息序列經MAC幀中的FCS校驗證明是正確的，則將其再經編碼和調制后構造成新的加長的訓練序列，用于對當前信道作信道估計。由于該新訓練序列往往要比長訓練符號長很多，和長訓練符號一起用于信道估計時，會使得信道估計的偏差大大減少，將該信道估計的結果用于當前發射和接收站點間以后各物理幀的傳輸和檢測，可以顯著提高802.11-OFDM系統物理層數據傳輸的性能。

發明內容

一個802.11-OFDM物理幀由幀頭、SIGNAL符號、數據符號三部分組成，其中幀頭又有短訓練符號和長訓練符號兩部分組成，如圖1所示。短訓練符號用于幀同步、定時同步、載波粗同步等。長訓練符號的子載波序列是一個固定的包含著52個非零元素的符號序列，用于信道估計、載波細同步等。當將其用于信道估計時，每個非零元素對應于一個OFDM子載波信道的信道估計。由于802.11-OFDM物理幀幀頭的長訓練符號部分只包含兩個長訓練符號，因此，在用其對OFDM的子載波信道作信道估計時，只能使用兩個樣本來實現對每個子載波信道的信道估計，在信道條件較差時，該信道估計會存在較大的偏差。