همگام‌سازي توأم زماني و فركانسي در سيستم‌هاي مخابراتي بر پايه استاندارد IEEE 802.11

Joint Time and Frequency Synchronization in Communication Systems Based on IEEE 802.11 Standard

افزايش روزافزون تقاضا براي سرويس‌هاي باكيفيت با افزايش تعداد كاربران سبب شده‌است تا فراهم‌آوردن نرخ‌هاي بالاي داده يكي از الزامات اساسي نسل آتي شبكه‌هاي بي‌سيم پهن‌باند گردد. يكي از راه‌كارهاي پيشنهادشده براي اين هدف بهره‌گيري از مدولاسيون OFDM است كه در استانداردهاي مختلفي هم‌چونIEEE 802.11 مورد استفاده قرار گرفته است. ازسوي‌ديگر عملكرد سيستم‌هاي مبتني‌بر OFDM به‌شدت از آفست فركانس حامل و نيز آفست زمان سمبل تأثير مي‌پذيرد. درنتيجه يكي از ملزومات اساسي هر گيرنده OFDM توانايي هم‌زمان‌سازي زماني و فركانسي با دقت بالا است. براين‌اساس، در اين مقاله يك روش هم‌زمان‌سازي توأم زماني و فركانسي با دقت بالا براي به‌كارگيري در سيستم‌هاي مخابراتي مبتني‌بر استاندارد IEEE 802.11 پيشنهاد مي‌شود. باتوجه‌به وجود داده‌هاي آموزشي در اين استاندارد، الگوريتم پيشنهادي مي‌بايست برمبناي استفاده از اين داده‌ها باشد. سپس بر پايه معيارهاي مختلف، عملكرد روش پيشنهادي با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي كامپيوتري در كانال نويز گوسي و نيز كانال محوشدگي چندمسيره مورد سنجش قرار مي‌گيرد و با روش‌هاي مختلف هم‌زمان‌سازي بر پايه داده آموزشي معرفي‌شده در مراجع، مقايسه مي‌گردد. نتايج شبيه‌سازي مؤيد عملكرد مطلوب و كاربردي‌بودن روش پيشنهادي است.

The growing demand for high-quality services together with the rapid increase in number of users have made the high data rate as one of the basic requirements of the next generation broadband wireless networks. One of the proposed solutions for this purpose is the Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), which is used in various standards, such as IEEE 802.11. On the other hand, OFDM System’s performance is highly affected by carrier frequency offset and time offset. Therefore, one of the essential requirements of each OFDM receiver is its capability in performing accurate time and frequency synchronization. Hence, in this paper, a joint time and frequency synchronization method for communication systems based on IEEE 802.11 is proposed. As the IEEE 802.11 standard uses training sequence or preamble in its frame, synchronization methods employed in this standard should be based on using such training sequences. Then, based on different metrics and using computer simulations, the performance behavior of the proposed method in AWGN and multipath fading channels is evaluated and compared with various training-based synchronization methods. Simulation results verify desirable performance of the proposed method in practical scenarios.