专利名称：一种mimo实时平台及其同步和信道联合估计方法
技术领域：
本发明涉及该MIMO实时平台系统的训练序列设计和接收端的同步和信道估计部分，在基带 处理模块DSP中运行。
如
图1所示，首先对相互正交的两个长度为N的序列做FFT变换，得到频域的序列，然 后在频域序列的高频部分插入M个O，然后再进行IFFT变换，到时域，得到长度为P的训 练序列gl和g2。
对gl附上长度为Rl的前缀和长度为Sl的后缀，对g2附上长度为R2的前缀和长度为 S2的后缀。假设信道的有效路径的长度为L，那么R1〉L， R2〉L， S1〉L， S2〉L， P〉2L， S1+R1=P， S2+R2=P, R2〉R1。
然后发送端在数据块前填充上述训练序列，通过系统进行发送，在接收端首先计算接收 到的正交序列与发送的正交序列的互相关，找到使互相关函数取最大值的时刻，这个最大值 代表了收发天线之间的多径信道中最大的信道增益。然后，为了求得最优的同步时刻，预先 设定一个参数J，代表信道的第一个有效增益与最大增益的最小比，3的值可以根据不同的 信道状况设定不同的值；然后，从最大增益时刻开始寻找更早的时刻，使互相关函数值大于 或等于5与最大增益的乘积的最早的时刻，这个最早的时刻就是最优的同步时刻；多径信道 的L径的状态信息就可以由从最优时刻开始L个时刻的互相关函数的值得到。图2给出了第
一个发送天线的训练序列和第二个发送天线训练序列的结构图。 本发明具有以下特点
1. MIM0实时平台是一个2X2的多天线系统，收发端由用于基带处理的DSP模块、中频 处理的FPGA模块、射频和天线组成，可以实现数据的实时性传输。
2. 基于M頂0实时平台，设计了同步和信道联合估计的算法，减少了同步估计的误差， 提高了系统的BER性能。
3. 在每个天线的训练序列中，运用正交序列，消除了不同收发天线间训练序列的相互干扰。
4. 对正交序列的时域和频域的双重构建，降低了由于平台中使用的滤波器的非理想特性 对序列正交性的影响。
5. 在训练序列中加入了足够长的前缀和后缀，从不同收发天线间收发序列的互相关函数 中可以得到多径信道中各条路径的信道状态信息。
6. 在M顶0实时平台系统的接收端，只需要通过相关运算和比较运算，就可以联合估计 出时间同步的最优时刻和多径信道的状态信息，具有低的复杂度。
权利要求
1. 一种MIMO实时平台，是一个2发2收的系统，其特征在于包括发送端和接收端，接收端和发送端均由用于基带处理的DSP模块、中频处理的FPGA模块、射频和天线组成，发送端的基带处理在DSP模块中完成，基带处理的数据通过高速总线传输至FPGA模块，经过数字上变频至中频、数模转换、中频模拟上变频至射频的过程后，最终通过天线将射频模拟信号送至无线信道；接收端通过天线接收来自发送端的射频模拟信号，并经过射频模拟下变频至中频、模数转换、中频数字下变频至基带的过程后得到基带采样数据。
2. —种用于权利要求书1所述M顶0实时平台的同步和信道联合估计的方法，所述的MIM0实 时平台是一个2发2收的系统，包括发送端和接收端，接收端和发送端均由用于基带处理的 DSP模块、中频处理的FPGA模块、射频和天线组成，发送端的基带处理在DSP模块中完成， 基带处理的数据通过高速总线传输至FPGA模块，经过数字上变频至中频、数模转换、中频 模拟上变频至射频的过程后，最终通过天线将射频模拟信号送至无线信道；接收端通过天线 接收来自发送端的射频模拟信号，并经过射频模拟下变频至中频、模数转换、中频数字下变 频至基带的过程后得到基带采样数据；其特征在于在训练序列的设计上，每个天线的训练序列采用正交序列加前缀和后缀的方法，用于两个发射天线的训练序列中的正交序列是相同的，对正交序列的构建采用时域和频域双重构建 方式；平台的发送端在数据块前填充所述训练序列，形成数据帧并通过天线发送；接收端接 收所述数据帧，通过相关运算和比较运算得到帧同步位置和信道的状态信息；假设原始的正交序列的长度为N，对原始的正交序列进行FFT变换，得到频域的序列， 在频域序列的高频部分插入长度为M的0,然后对插过0的训练序列进行IFFT变换，得到 时域的序列；通过插0，训练序列的长度变成了 N+M，假设N+M等于P,在频域上的截止点 由原来的;r变成了;rN/P;得到的两个长度为P的正交序列，在正交序列的前后加入足够长 的前缀和后缀，其长度分别要大于多径信道的跳数；用于第二个天线的正交序列的前缀的长 度要大于第一个天线的；由于两个正交序列的互相关是O，而且有足够长的前缀和后缀，所 以在M頂0系统的接收端接收到的训练序列与发送端发送的正交序列的互相关能够包含收发 路径的信道信息。
全文摘要
本发明公开了一种MIMO实时平台及其同步和信道联合估计方法，MIMO实时平台包括发送端和接收端，接收端和发送端均由用于基带处理的DSP模块、中频处理的FPGA模块、射频和天线组成，该平台能够更加准确的检验MIMO系统算法的性能；其同步和信道联合估计的方法是，每个天线的训练序列采用正交序列加前缀和后缀的方法，对正交序列的构建采用了时域和频域双重构建方式，发端在数据块前填充所述训练序列，形成数据帧并通过天线发送；收端接收所述数据帧，通过相关运算和比较运算就可以得到帧同步位置和信道的冲激响应。本发明提高了MIMO实时平台的可靠性，对于各种多输入多输出算法在平台中的验证提供了更加优越的环境。
文档编号H04B7/02GK101383643SQ20081015814
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者袁东风, 魏丽香 申请人:山东大学