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IEEE 802.11ac标准是以MIMO-OFDM作为核心技术的、吞吐量高达6000Mbps的无线局域网(WLAN)标准。通过对IEEE 802.11ac标准的研究,可以为最新一代IEEE 802.11ax标准的研究奠定良好的理论与实践基础;同时可以打破国外芯片市场垄断,提高我国自主研发与设计芯片的能力。论文围绕针适用于IEEE 802.11ac标准的同步算法展开研究,研究内容如下:(1)总结了MIMO-OFDM同步技术的发展现状,包括无固定信号标准的MIMO-OFDM系统的同步技术和WLAN系统的同步技术;分析了IEEE 802.11ac标准物理层信号结构及其中的MIMO-OFDM技术;介绍了TGac信道模型。(2)针对IEEE 802.11ac标准规定的信号结构,给出了一种接收机方案,重点阐述了基带方案及其中的同步方案;研究了适用于IEEE 802.11ac标准的同步算法,包括能量检测算法、帧检测算法、符号定时算法和频偏估计算法,并对能量检测算法进行了波形仿真,分析了信噪比和固定门限对帧检测算法检测概率的影响;介绍了一种常规的符号定时算法,并通过MSE性能分析比较了频偏估计算法的性能优劣。结果证明了同步算法的正确性及接收机结构与同步方案的可行性。(3)为了提高接收机的定时准确度和对复杂信道环境的适应性,在常规符号定时算法的基础上,本文提出了三种改进的符号定时算法,包括基于帧检测辅助的符号定时算法、条件约束的符号定时算法和幅值累加的符号定时算法,并比较了所提改进的符号定时算法之间的定时准确率。结果证明,条件约束的符号定时算法由于具有较高的符号定时准确度以及较低的硬件复杂度,非常符合硬件实现的需要。(4)在传统的频偏估计算法上,采用滑动平均的方法,提出了两种改进的频偏估计算法:滑动平均的多天线求均值频偏估计算法(A-MIMO-AFOE)和滑动平均的多天线相位累加频偏估计算法(A-MIMO-PFOE),同时通过MSE性能分析对比了两种改进算法的性能。结果证明,在接收天线数为发射天线数的整数倍时,A-MIMO-AFOE算法较A-MIMO-PFOE算法的优越性。(5)给出了适用于IEEE 802.11ac标准的同步算法的FPGA实现方案,包括能量检测模块、帧检测模块、符号定时模块、频偏估计模块和频偏补偿模块;选择了最佳算法对各模块进行FPGA硬件实现,并给出了算法实现的结构框图,详细描述了每个模块实现结构与原理;最后通过ModelSim软件给出了功能仿真波形,证明了算法的可实现性,为针对IEEE 802.11ac标准物理层专用同步芯片的设计提供参考。