[发明专利]一种用于无线局域网通信系统的短训练序列设计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种无线局域网通信系统的短训练序列(ShortTrainingField,STF)设计方法。

背景技术

一个典型的无线局域网通信系统的物理层发送模式如下：短训练序列(STF)用于无线局域网通信系统的帧检测、自动增益控制(AutoGainControl,AGC)、粗频率同步、粗时间同步等；STF的后面是用于信道估计和更精确的频率偏移估计及时间同步的长训练序列(LongTrainingField,LTF)；LTF之后是包含通信分组的速率和长度信息的信令字段；再后面是数据字段。

与单载波系统相比，在OFDM系统中，经IFFT(InverseFastFourierTransform，IFFT)运算之后所有的子载波相加导致时域发射信号会有很高的峰值。事实上，高PAPR既降低了发射机功率放大器的效率，也降低了数/模转换器(AnalogtoDigitalConverter,ADC)和模/数转换器(DigitaltoAnalogConverter,DAC)的信号量化噪声比(SignaltoQuantizationNoiseRatio,SQNR)，所以它是正交频分多址(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)系统中最不利的因素之一。另外,OFDM系统中的子载波是完全相互正交，而且系统输出是将多个子载波并行数据进行并串转换，这样就导致OFDM系统存在一些缺点，主要表现为对同步偏移的敏感和时域信号PAPR比较高。OFDM技术在发送端将数据利用IFFT变换调制到各个子载波上，而在接收端需要使用性对应的FFT变换从子载波上解调数据，要进行FFT变换就必须知道每个OFDM符号的起始点，就需要准确的定时同步。又因为OFDM系统的子载波间频谱交叠，要求子载波间需要保持严格的正交性，一旦存在频率偏差，正交性就会受到破坏，这样就会出现载波间干扰。

自动增益检测也是无线局域网通信系统中的一个重要部分，由于空间传输的电磁波会出现衰落，在接收端接收到的信号功率会随着信道环境变化而产生上下起伏。接收端需要通过自动增益控制机制调整接收端的信号功放配置。自动增益控制一般包含以下几个步骤：粗增益控制、精增益控制、增益设置时段以及增益调节后直流偏置估计。为了实现自动增益控制、粗时频同步等，一般STF的时域波形呈周期性，且时域信号幅度变化在一定范围内。

基于以上原因，短训练序列往往希望其有良好的时域自相关特性和平稳的时域波形。本发明基于这些要求，提出了一种STF序列的设计方法，方法配置灵活，适用于各种具体条件限制的通信系统。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于OFDM无线局域网通信系统的短训练序列(STF)设计方法，要求序列中的元素包含1+i、-(1+i)或者0，且方法实现简单，运用灵活。

为了更好的理解本发明内容，首先介绍一下本发明技术方案涉及的相关技术背景：在OFDM系统中，一个高速率的数据流被分成N个低速率的数据流由子载波同时传输。每一个子载波被独立的用一种典型的调制方式(例如PSK或QAM)进行调制。对于一个OFDM符号Χ＝[X₀,…,X_N-1]^T，其中N是子载波序数，与之对应的时域基带信号可以表示为：