專(zhuān)利名稱(chēng)：一種mimo實(shí)時(shí)平臺(tái)及其同步和信道聯(lián)合估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及該MIMO實(shí)時(shí)平臺(tái)系統(tǒng)的訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)和接收端的同步和信道估計(jì)部分，在基帶 處理模塊DSP中運(yùn)行。
如

圖1所示，首先對(duì)相互正交的兩個(gè)長(zhǎng)度為N的序列做FFT變換，得到頻域的序列，然 后在頻域序列的高頻部分插入M個(gè)O，然后再進(jìn)行IFFT變換，到時(shí)域，得到長(zhǎng)度為P的訓(xùn) 練序列g(shù)l和g2。
對(duì)gl附上長(zhǎng)度為Rl的前綴和長(zhǎng)度為Sl的后綴，對(duì)g2附上長(zhǎng)度為R2的前綴和長(zhǎng)度為 S2的后綴。假設(shè)信道的有效路徑的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，那么R1〉L， R2〉L， S1〉L， S2〉L， P〉2L， S1+R1=P， S2+R2=P, R2〉R1。
然后發(fā)送端在數(shù)據(jù)塊前填充上述訓(xùn)練序列，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)送，在接收端首先計(jì)算接收 到的正交序列與發(fā)送的正交序列的互相關(guān)，找到使互相關(guān)函數(shù)取最大值的時(shí)刻，這個(gè)最大值 代表了收發(fā)天線(xiàn)之間的多徑信道中最大的信道增益。然后，為了求得最優(yōu)的同步時(shí)刻，預(yù)先 設(shè)定一個(gè)參數(shù)J，代表信道的第一個(gè)有效增益與最大增益的最小比，3的值可以根據(jù)不同的 信道狀況設(shè)定不同的值；然后，從最大增益時(shí)刻開(kāi)始尋找更早的時(shí)刻，使互相關(guān)函數(shù)值大于 或等于5與最大增益的乘積的最早的時(shí)刻，這個(gè)最早的時(shí)刻就是最優(yōu)的同步時(shí)刻；多徑信道 的L徑的狀態(tài)信息就可以由從最優(yōu)時(shí)刻開(kāi)始L個(gè)時(shí)刻的互相關(guān)函數(shù)的值得到。圖2給出了第
一個(gè)發(fā)送天線(xiàn)的訓(xùn)練序列和第二個(gè)發(fā)送天線(xiàn)訓(xùn)練序列的結(jié)構(gòu)圖。 本發(fā)明具有以下特點(diǎn)
1. MIM0實(shí)時(shí)平臺(tái)是一個(gè)2X2的多天線(xiàn)系統(tǒng)，收發(fā)端由用于基帶處理的DSP模塊、中頻 處理的FPGA模塊、射頻和天線(xiàn)組成，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性傳輸。
2. 基于M頂0實(shí)時(shí)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了同步和信道聯(lián)合估計(jì)的算法，減少了同步估計(jì)的誤差， 提高了系統(tǒng)的BER性能。
3. 在每個(gè)天線(xiàn)的訓(xùn)練序列中，運(yùn)用正交序列，消除了不同收發(fā)天線(xiàn)間訓(xùn)練序列的相互干擾。
4. 對(duì)正交序列的時(shí)域和頻域的雙重構(gòu)建，降低了由于平臺(tái)中使用的濾波器的非理想特性 對(duì)序列正交性的影響。
5. 在訓(xùn)練序列中加入了足夠長(zhǎng)的前綴和后綴，從不同收發(fā)天線(xiàn)間收發(fā)序列的互相關(guān)函數(shù) 中可以得到多徑信道中各條路徑的信道狀態(tài)信息。
6. 在M頂0實(shí)時(shí)平臺(tái)系統(tǒng)的接收端，只需要通過(guò)相關(guān)運(yùn)算和比較運(yùn)算，就可以聯(lián)合估計(jì) 出時(shí)間同步的最優(yōu)時(shí)刻和多徑信道的狀態(tài)信息，具有低的復(fù)雜度。
權(quán)利要求
1. 一種MIMO實(shí)時(shí)平臺(tái)，是一個(gè)2發(fā)2收的系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)送端和接收端，接收端和發(fā)送端均由用于基帶處理的DSP模塊、中頻處理的FPGA模塊、射頻和天線(xiàn)組成，發(fā)送端的基帶處理在DSP模塊中完成，基帶處理的數(shù)據(jù)通過(guò)高速總線(xiàn)傳輸至FPGA模塊，經(jīng)過(guò)數(shù)字上變頻至中頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換、中頻模擬上變頻至射頻的過(guò)程后，最終通過(guò)天線(xiàn)將射頻模擬信號(hào)送至無(wú)線(xiàn)信道；接收端通過(guò)天線(xiàn)接收來(lái)自發(fā)送端的射頻模擬信號(hào)，并經(jīng)過(guò)射頻模擬下變頻至中頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中頻數(shù)字下變頻至基帶的過(guò)程后得到基帶采樣數(shù)據(jù)。
2. —種用于權(quán)利要求書(shū)1所述M頂0實(shí)時(shí)平臺(tái)的同步和信道聯(lián)合估計(jì)的方法，所述的MIM0實(shí) 時(shí)平臺(tái)是一個(gè)2發(fā)2收的系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，接收端和發(fā)送端均由用于基帶處理的 DSP模塊、中頻處理的FPGA模塊、射頻和天線(xiàn)組成，發(fā)送端的基帶處理在DSP模塊中完成， 基帶處理的數(shù)據(jù)通過(guò)高速總線(xiàn)傳輸至FPGA模塊，經(jīng)過(guò)數(shù)字上變頻至中頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換、中頻 模擬上變頻至射頻的過(guò)程后，最終通過(guò)天線(xiàn)將射頻模擬信號(hào)送至無(wú)線(xiàn)信道；接收端通過(guò)天線(xiàn) 接收來(lái)自發(fā)送端的射頻模擬信號(hào)，并經(jīng)過(guò)射頻模擬下變頻至中頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、中頻數(shù)字下變 頻至基帶的過(guò)程后得到基帶采樣數(shù)據(jù)；其特征在于在訓(xùn)練序列的設(shè)計(jì)上，每個(gè)天線(xiàn)的訓(xùn)練序列采用正交序列加前綴和后綴的方法，用于兩個(gè)發(fā)射天線(xiàn)的訓(xùn)練序列中的正交序列是相同的，對(duì)正交序列的構(gòu)建采用時(shí)域和頻域雙重構(gòu)建 方式；平臺(tái)的發(fā)送端在數(shù)據(jù)塊前填充所述訓(xùn)練序列，形成數(shù)據(jù)幀并通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送；接收端接 收所述數(shù)據(jù)幀，通過(guò)相關(guān)運(yùn)算和比較運(yùn)算得到幀同步位置和信道的狀態(tài)信息；假設(shè)原始的正交序列的長(zhǎng)度為N，對(duì)原始的正交序列進(jìn)行FFT變換，得到頻域的序列， 在頻域序列的高頻部分插入長(zhǎng)度為M的0,然后對(duì)插過(guò)0的訓(xùn)練序列進(jìn)行IFFT變換，得到 時(shí)域的序列；通過(guò)插0，訓(xùn)練序列的長(zhǎng)度變成了 N+M，假設(shè)N+M等于P,在頻域上的截止點(diǎn) 由原來(lái)的;r變成了;rN/P;得到的兩個(gè)長(zhǎng)度為P的正交序列，在正交序列的前后加入足夠長(zhǎng) 的前綴和后綴，其長(zhǎng)度分別要大于多徑信道的跳數(shù)；用于第二個(gè)天線(xiàn)的正交序列的前綴的長(zhǎng) 度要大于第一個(gè)天線(xiàn)的；由于兩個(gè)正交序列的互相關(guān)是O，而且有足夠長(zhǎng)的前綴和后綴，所 以在M頂0系統(tǒng)的接收端接收到的訓(xùn)練序列與發(fā)送端發(fā)送的正交序列的互相關(guān)能夠包含收發(fā) 路徑的信道信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種MIMO實(shí)時(shí)平臺(tái)及其同步和信道聯(lián)合估計(jì)方法，MIMO實(shí)時(shí)平臺(tái)包括發(fā)送端和接收端，接收端和發(fā)送端均由用于基帶處理的DSP模塊、中頻處理的FPGA模塊、射頻和天線(xiàn)組成，該平臺(tái)能夠更加準(zhǔn)確的檢驗(yàn)MIMO系統(tǒng)算法的性能；其同步和信道聯(lián)合估計(jì)的方法是，每個(gè)天線(xiàn)的訓(xùn)練序列采用正交序列加前綴和后綴的方法，對(duì)正交序列的構(gòu)建采用了時(shí)域和頻域雙重構(gòu)建方式，發(fā)端在數(shù)據(jù)塊前填充所述訓(xùn)練序列，形成數(shù)據(jù)幀并通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送；收端接收所述數(shù)據(jù)幀，通過(guò)相關(guān)運(yùn)算和比較運(yùn)算就可以得到幀同步位置和信道的沖激響應(yīng)。本發(fā)明提高了MIMO實(shí)時(shí)平臺(tái)的可靠性，對(duì)于各種多輸入多輸出算法在平臺(tái)中的驗(yàn)證提供了更加優(yōu)越的環(huán)境。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101383643SQ20081015814
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者袁東風(fēng), 魏麗香 申請(qǐng)人:山東大學(xué)