WiFi綜測儀中基于IEEE802.11n標準的數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，數(shù)據(jù)處理W及儀器儀表測量行業(yè)，具體設及一種WiFi 綜測儀中基于IE邸802.lln標準的數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近十多年來，無線局域網(wǎng)技術(shù)具有高速率的特點，靈活、低成本的布局，在眾多場 所中得到廣泛的應用，擁有巨大的市場規(guī)模和廣泛的用戶群。隨著無線局域網(wǎng)的發(fā)展，對無 線網(wǎng)巧片的需求量將不斷增加。一臺可靠、高效的WiFi綜測儀對巧片進行準確的檢測顯得 尤為重要。目前，全球市場上的WiFi綜測儀基本上是被國外廠商壟斷，但我國在研發(fā)WiFi 綜測儀領(lǐng)域還處于落后位置，因此研發(fā)WiFi綜測儀是勢在必行的，對保證我國WiFi產(chǎn)業(yè)鏈 的完整性和安全性具有重大意義。
[0003] 在WiFi綜測儀對數(shù)據(jù)處理主要包括了定時同步、頻率同步和信道估計。同步對于 任何一臺WiFi綜測儀都是重要的任務，沒有精確的同步，接收端就無法對接收到的數(shù)據(jù)進 行可靠的恢復，導致后續(xù)工作無法正常進行。在對子載波進行解調(diào)之前必須進行定時同步 和頻率同步，其中定時同步包括帖同步和符號同步。帖同步是檢測帖的到來并估計出數(shù)據(jù) 帖符號的起始位置，為下一步的同步做準備。符號同步是估計出進行FFT數(shù)據(jù)解調(diào)開始的 位置，如果符號同步的誤差較大，將會引入符號間干擾，甚至會破壞子載波間的正交性，造 成嚴重的ICI。頻率同步的目的是估計并校正信號中存在的頻率偏移。
[0004] 信號在無線信道傳輸過程中將會受到信道的嚴重影響，從而導致接收端的性能急 劇下降。但是信道編碼技術(shù)和數(shù)據(jù)交織技術(shù)也不能徹底解決該類問題，需要將接收到的信 號經(jīng)過信道估計后獲得信道參數(shù)，再對信號進行均衡，從而提高綜測儀測試的準確度。信道 估計的精度直接影響整個綜測儀的性能，能夠獲得詳細的信道信息，從而在接收端正確地 解調(diào)出發(fā)射信號，該對綜測儀準確的反映出待測件的性能非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的；針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種WiFi綜測儀中基于 I邸E802.lln標準的數(shù)據(jù)處理方法，解決WiFi綜測儀中當接收數(shù)據(jù)符合IE邸802.lln標準 時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的實時性和準確性，真實的反映待測件的性能。
[0006] 技術(shù)方案；為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種WiFi綜測儀中基于IE邸802. 1In標準的數(shù)據(jù)處理方法，用于測試支持 I邸E802.lln標準的待測件的EVM巧rrorVectorMagnitude,誤差矢量幅度）值，其特征在 于，包括如下步驟：
[000引 （1)接收待測件發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)信號能量分布截取一帖有效數(shù)據(jù)；
[0009] (2)采用基于能量分組檢測和本地訓練序列互相關(guān)聯(lián)合定時同步算法，對截取的 有效數(shù)據(jù)進行精確同步；
[0010] (3)采用基于時域數(shù)據(jù)輔助最大似然估算載波頻偏的方法計算求得頻偏值，并對 截取的有效數(shù)據(jù)進行頻偏補償；
[OCm] (4)對頻率補償后的數(shù)據(jù)依次進行降采樣、去除循環(huán)前綴W及FFT解調(diào)；
[0012] (5)利用數(shù)據(jù)帖中的長訓練序列采用最小平方信道估計算法計算出信道沖激響應 函數(shù)并對沖激響應函數(shù)進行擬合的方法進行信道估計；
[0013] (6)對經(jīng)過頻偏補償和信道均衡后的信號域依次進行解交織、解碼和解擾后，提取 出調(diào)制模式和有效數(shù)據(jù)長度；
[0014] (7)解析數(shù)據(jù)字段，對數(shù)據(jù)字段的信號進行相位補償；
[00巧]做計算得到EVM值。
[0016] 所述步驟（1)中根據(jù)信號能量分布截取一帖有效數(shù)據(jù)時，依據(jù)的判別公式如下：
[0017]
【主權(quán)項】
1. 一種WiFi綜測儀中基于IEEE802. 1In標準的數(shù)據(jù)處理方法，用于測試支持 IEEE802.lln標準的待測件的誤差矢量幅度EVM值，其特征在于，包括如下步驟： (1) 接收待測件發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)信號能量分布截取一幀有效數(shù)據(jù)； (2) 采用基于能量分組檢測和本地訓練序列互相關(guān)聯(lián)合定時同步算法，對截取的有效 數(shù)據(jù)進行精確同步； (3) 采用基于時域數(shù)據(jù)輔助最大似然估算載波頻偏的方法計算求得頻偏值，并對截取 的有效數(shù)據(jù)進行頻偏補償； (4) 對頻率補償后的數(shù)據(jù)依次進行降采樣、去除循環(huán)前綴以及FFT解調(diào)； (5) 利用數(shù)據(jù)幀中的長訓練序列采用最小平方信道估計算法計算出信道沖激響應函數(shù) 并對沖激響應函數(shù)進行擬合的方法進行信道估計； (6) 對經(jīng)過頻偏補償和信道均衡后的信號域依次進行解交織、解碼和解擾后，提取出調(diào) 制模式和有效數(shù)據(jù)長度； (7) 解析數(shù)據(jù)字段，對數(shù)據(jù)字段的信號進行相位補償； (8) 計算得到EVM值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi綜測儀中基于IEEE802.lln標準的數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于，所述步驟（1)中根據(jù)信號能量分布截取一幀有效數(shù)據(jù)時，依據(jù)的判別公式如下：
具中，農(nóng)不接收信虧，r〇xT農(nóng)不接收信號的能量，N表示所接收到數(shù)據(jù)總長度，I(i)用來記錄信號能量小于平均能量；當I(i)出現(xiàn)兩次不相鄰連續(xù)的"1"時，則表示有效 信號在這連續(xù)的"1"之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的WiFi綜測儀中基于IEEE802.lln標準的數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于，所述步驟（2)中，包括： (21) 在截取的一幀數(shù)據(jù)中，當I⑴出現(xiàn)連續(xù)的"0"時，將首次出現(xiàn)的"0"的位置當成 粗同步的位置； (22) 接著接收到的信號r(n)與本地長訓練序列Sm進行互相關(guān)，即
其中，L為兩個重復的符號長度；求取互相關(guān)值的能量，即：
其中，N表示截取的一幀有效數(shù)據(jù)的長度； (23) 求取Pn中第一個最大值所對應的位置為第一個長訓練序列起始位置的粗略估 計； (24) 將前后兩個長訓練序列互相關(guān)值進行對應相加，其中最大值所對應的位置為第一 個長訓練序列起始位置的精確估計。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi綜測儀中基于IEEE802.lln標準的數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于，所述步驟（3)中采用基于時域數(shù)據(jù)輔助最大似然估算載波頻偏的方法計算求得頻 偏值中，頻偏估計值的計算公式為
其中，z是將接收到的兩個重復符號 進行時域相關(guān)運算的中間變量，具體為
其中，fA是發(fā)送端與接收端載波的頻差，Ts為采樣時間，L為兩個重復的符號長度，D為 兩個重復符號的相同樣值的延時； 所述步驟（3)中包括如下步驟： (31) 利用短訓練序列實現(xiàn)粗頻偏估計，將短訓練序列的3~6子序列與短訓練序列的 4~7子序列進行互相關(guān)運算，得到64個頻偏值，對64個頻偏值求平均之后，得到粗頻偏估 計值； (32) 利用粗頻偏估計值對信號進行頻偏補償，再接著利用長訓練序列實現(xiàn)細頻偏估 計，取循環(huán)前綴的中點為細頻偏估計的起始點，將此點之后連續(xù)64點序列與此序列接下來 的64點進行互相關(guān)，最終得到的頻偏值為這64個頻偏值的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi綜測儀中基于IEEE802. 1In標準的數(shù)據(jù)處理方法，其特 征在于，所述步驟（8)中，計算EVM值的公式為：
其中乂為測量的幀數(shù)，IJif，is，iss，is。)，Qjif，is，iss，is。）表示子載波is。，空間數(shù)據(jù)流iss和幀i沖OFDM符號is對應的理想星座圖符號點；I(if，is，iss，is。)，Q(if，is，iss，is。）表 示子載波is。，空間數(shù)據(jù)流iss和幀iOFDM符號is對應的實際星座圖符號點，為星座圖 的平均功率；NSYM為OFDM符號中的數(shù)據(jù)字段的數(shù)量，Nss為空中數(shù)據(jù)流數(shù)量，NST為子載波總 數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了WiFi綜測儀中基于IEEE802.11n標準的數(shù)據(jù)處理方法，旨在解決WiFi綜測儀中當接收數(shù)據(jù)符合IEEE802.11n標準時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的實時性和準確性，真實的反映待測件的性能。所述方法是：采用基于能量分組檢測和本地訓練序列互相關(guān)聯(lián)合定時同步，可實現(xiàn)精確同步；采用基于時域數(shù)據(jù)輔助最大似然估算載波頻偏的方法能準確估算頻偏值；采用LS信道估計和擬合實現(xiàn)能準確的估計信道特性。接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過截取一幀有效數(shù)據(jù)，首先經(jīng)過定時同步和頻偏估計，對數(shù)據(jù)進行頻率補償，經(jīng)過去循環(huán)前綴后對數(shù)據(jù)進行解調(diào)，然后進行信道估計，并解析信號域，最后對數(shù)據(jù)進行相位補償，求得EVM，可以真實的反映待測件的性能。
【IPC分類】H04W24-02
【公開號】CN104811974
【申請?zhí)枴緾N201510129102
【發(fā)明人】裴文江, 蔣春霞, 郝金光
【申請人】東南大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月23日