改进的B3G MIMO-OFDM系统的帧同步方法

4 帧头判决门限方案及仿真结果

由于OFDM有循环前缀保护，故寻找的帧起始位置只要在循环前缀范围内即可。故MIMO-OFDM系统对于帧同步精确性的要求不是很高，但是对稳定性和快速性要求很高，如果达不到稳定的时间同步，后面的FFT等一系列数据处理过程就会受到影响，从而极大地影响整个系统的性能。故稳定的时间同步对整个MIMO-OFDM系统显得更加重要。由于信道的时变特性和多径衰落的影响，给帧同步的稳定性带来很大的困难，因此需要在前人的基础上加入一种新的机制，来保证同步的稳定性。而这个帧头判决门限是影响稳定性的主要因素。

传统的同步算法常采用固定的相关门限作为帧头的判决门限，但在多天线系统中，多根发送天线的发送信号均到达同一接收天线，加之无线信道对多根天线进行不相关衰落，将造成接收信号的更为严重、更加快速的衰落，因此采用传统的固定门限将导致同步虚警与误警率的成倍增加。引入自适应的判决门限可以对接收信号的衰落进行自适应的调节，将使同步性能得以提高。Tufvesson的同步方法中仅仅提到这个判决门限应该是变化的，没有给出具体方法。此处，给出一种利用相关能量确定判决门限的方法，即搜索窗内，比所有相关能量均值的Pthreshold倍要大的最大值判为帧起始位置，此方案得到的是主径的位置。

式中，F为搜索窗大小，Λ(d)为接收序列与本地序列的相关结果，Pthreshold为门限系数。计算时可把分母与门限系数相乘作为门限与最大相关值比较。由于相关值的均值是随信道变化而变化的，接收信号幅度大时这个均值也会大，接收信号幅度小时这个均值也会小，因此这个门限是随接收信号幅度变化而自适应变化的，因此可以有效地对抗无线信道的码间干扰和多径。实际实现中，由于相关结果Λ(d)已经计算出来，F也可以乘到不等式右边，因此只需要计算每个搜索窗内F个相关能量值的和即可，故此方案不会增加实现复杂度。