摘要：IEEE802.11a是无线局域网中最重要的标准之一,它采用的是OFDM技术。由于IEEE802.11a系统特殊的前导信号,接收机可以利用IEEE802.11a前导信号的周期性而产生的自相关或者是接收信号和已知训练符号的互相关来进行符号定时估计。阐述了三种IEEE802.11a接收机的符号定时算法：一种是基于短训练序列的自相关符号定时算法;第二种是基于短训练序列的双自相关符号定时算法;第三种是基于长训练序列的互相关符号定时算法。通过仿真和性
摘要：IEEE802.11a是无线局域网中最重要的标准之一,它采用的是OFDM技术。由于IEEE802.11a系统特殊的前导信号,接收机可以利用IEEE802.11a前导信号的周期性而产生的自相关或者是接收信号和已知训练符号的互相关来进行符号定时估计。阐述了三种IEEE802.11a接收机的符号定时算法：一种是基于短训练序列的自相关符号定时算法;第二种是基于短训练序列的双自相关符号定时算法;第三种是基于长训练序列的互相关符号定时算法。通过仿真和性能分析比较说明了这三种符号定时算法的优缺点,这在实际应用中有很重要的意义。
关键词：无线局域网;IEEE802.11a;正交频分复用;符号定时算法;仿真
引言
IEEE802.11a是无线局域网（WLAN）中最重要的标准之一,它采用的是OFDM技术。IEEE802.11a系统的符号定时是指求得单个OFDM符号开始和结束的精确时刻,符号定时的结果将决定DFT的窗口。就OFDM本身的符号定时算法来讲,可以采用很多方法,如利用循环前缀相关性的最大似然算法和利用PN序列作为OFDM的前导信号进行定时估算等。但是对于IEEE802.11a系统,由于其特殊的前导信号,接收机符号定时算法是利用IEEE802.11a前导信号的周期性而产生的自相关或者是接收信号和已知训练符号的互相关来进行符号定时估计的。本文分析了三种IEEE802.11a接收机的符号定时估计算法：前两种是基于短训练序列自相关和双自相关的符号定时算法,第三种是基于长训练序列的互相关符号定时算法。通过仿真,分析比较了三种算法的性能和优缺点,指出了其应用范围。文章的安排是这样的：第1部分说明了IEEE802.11a的信号模型;第2部分给出了IEEE802.11a的标准前导;第3部分给出了三种算法的原理;第4部分对三种算法进行了仿真;第5部分是对三种算法的性能分析;最后给出了文章的结论。
IEEE802.11a系统的信号模型在IEEE802.11a中,OFDM数据调制模式被用来传输数据。假设一个OFDM符号用N
u个子载波（在IEEE802.11a中N
u=52,48个传输数据,4个传输导频）进行数据传输。在发射机阶段,数据流被映射为N个频域的复数信号（在IEEE802.11a中N=64）,这N个复信号通过IFFT变成时域信号,即：
这里X(k)是第k个子载波的数据符号,x(n)是OFDM符号的第n个抽样值。IFFT最后N
g个抽样作为循环前缀（CP）复制到每个OFDM符号之前（IEEE802.11a中N
g=16）。在接收端,接收信号通过下变频、滤波、A/D等来恢复基带信号。通过多路信道的接收信号可以表示如下：
这里h(i)复信道冲击响应（CIR）的抽样值,N
h是CIR的长度,θ是时间偏移,ε是频率偏移,w(n)是复加性高斯白噪声。如果CIR的长度小于循环前缀的长度,只要在接收阶段去掉循环前缀,就可以通过FFT进行数据解调,在第k个子载波的解调信号可以表示为：
这里,H(k)代表信道传输函数,是由于时间偏移θ引起的相位偏移;e
jπε是由于频率偏移所引起的相位偏移;sin(πε)/πε是由于频率偏移所引起的幅度衰落;ICI(k)是由于载波频率偏移在第k个子载波所引起的信道间干扰,W代表着噪声项。
IEEE802.11a系统的标准前导IEEE802.11a系统是利用前导信号的相关性来进行符号定时估计的,其前导信号的目的之一就是为了帮助符号定时估计而设计的。IEEE802.11a标准在采用前导的不同段完成必要的同步功能上给出了指南,下图是IEEE802.11a的标准前导。
从A
1到A
10为周期性的短训练符号,同为16取样长度。C
1、C
2是长训练符号,其长度和一个OFDM符号长度一样,同为64取样长度。CP为32的取样循环前缀以保证长训练符号C
1、C
2不受短训练符号的干扰的影响。
IEEE802.11a接收机符号定时算法
基于长训练符号的互相关算法该算法通过计算接收信号r
n和已知参考信号t
k（长训练符号）的相关系数实现符号定时估计,也就是说可以通过找到长训练符号的起始点得到符号定时的估算（OFDM符号的起
