基于IEEE 802.11a的OFDM帧检测算法研究与FPGA实现*

崔丽珍，曹 成，赵晓燕

（内蒙古科技大学 信息工程学院，内蒙古 包头014010）

正交频分复用[1]OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术作为4G通信系统的物理层调制方式，具有抗频率选择性衰落、抗载波间干扰（ICI）、频谱利用率高以及克服符号间干扰（ISI）等优点。到目前为止，OFDM已经被广泛应用于欧洲的广播电视系统、ADSL、数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）等领域，其在无线局域网（WLAN）的应用也是研究的热点问题之一。

根据IEEE 802.11a标准规定，在52个子载波中插入了4个导频符号。因其信息量较小，而且提取过程繁琐，所以在同步过程中，较少采用导频信息，而是利用数量较多信息量较大的训练符号[2]。

合理的帧检测过程最大程度地滤除了前导训练符号前的噪声信息，可以较为准确地找到每个OFDM帧的起始和结束位置，精确地提取出训练符号的信息，实现准确的定时和频率偏差估计。本文采用一种改进的延时相关帧检测算法，它利用短训练序列的长度信息和相关特性，与常用算法对比，此算法能够较准确地找到帧的起始位置，并具备FPGA硬件实现的合理性。

1 IEEE 802.11a物理层数据单帧结构

IEEE 802.11a的帧结构包括10个周期重复的短训练符号、2个周期重复的长训练符号、SIGNAL域以及数据域。详细帧结构如图1所示，其中G1、G2、G3为循环前缀。

帧检测利用了帧结构中经过精心设计的短训练符号。根据协议规定[3]，每个短训练符号包含16个时域样值，实际中一般都是将它们的时域样值存储在片内存储器中，发送时只需按规定时序重复读出，加在长训练序列前。……