[发明专利]一种基于2*2MIMO-OFDM系统的图像传输方法

说明书

本发明公开了一种基于2*2MIMO‑OFDM系统的图像传输方法，其考虑到WARP平台已有单天线SISO‑OFDM的设计框架，通过改进形成最终的空间复用2*2MIMO‑OFDM系统，根据IEEE802.11n标准制定的前导码Preamble结构，改进设计满足2发送2接收的空间复用MIMO‑OFDM系统所需的帧结构，采用对角线结构的训练序列进行信道估计；对要传输的图像编写降维以及合成的算法，在发送端发送流数据之前，将图像转化为相互独立且互不相同的数据流分别进行处理；在接收端将多条互不相关的空间数据流合成图像；由于发射机与接收机时钟晶振的不匹配导致的载波频率偏移，采用ML最大似然载波频率偏移算法对解调之前的空间数据流进行补偿，以消除载波频偏带来的解调后星座图的相位旋转。

技术领域

本发明涉及软件无线电信息传输技术领域，涉及一种基于2*2MIMO-OFDM系统的图像传输方法。

背景技术

无线通信环境是一个随时间变化的不稳定系统，理论研究不能假定一个恒定信道模型。因此需要一个以算法验证为主、系统级的通信测试软件无线电平台来应对未来更加复杂的通信环境。同时无线通信技术的迅猛发展让各种通信协议标准及通信设备跟新越来越快，如新旧设备无法兼容将导致巨大的资源浪费，各通信协议之间不能相互兼容也将制约通信技术的发展。软件无线电平台是一个兼具标准性、通用性以及模块化等不同特点的硬件平台。通过对软件的编程来满足各种系统协议的通信功能，系统升级只需要升级软件即可。先进的软件无线电平台，既能测试不同通信系统的信道模型，还能验证通信算法性能，并且可以更好的估算通信技术的可行性。因此一个好的软件无线电平台是研究和开发无线通信系统的重要基础。由莱斯大学主导的WARP平台是一个可编程、可扩展的软件无线电平台，WARP平台开源所有硬件设计的软件支持包，必要时只需要升级系统资源库，就可实现对整个系统的升级。

近年来无线通信中数据、图像、音频等多媒体应用的不断发展，整个系统对传输速率和容量的要求也越来越高；与此同时无线通信设备的迅猛增长以及信道环境越来越复杂，有限的频谱资源越趋紧张，因此，在有限的传输带宽下，空间复用成为了提高系统传输速率，扩大系统容量的最佳途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷，考虑到已有框架只能在单天线的基础上进行简单随机数的传输，本发明提供一种基于2*2MIMO-OFDM系统的图像传输方法，该方法扩展了单天线SISO-OFDM系统，增加了用于信道估计的训练序列，编写了图像的降维以及合成算法，对接收端的数据帧进行帧同步、载波同步、均衡，从而恢复出原始图像。在WARP平台上通过软件编程实现多天线的传输，可以根据需要任意修改信号的调制方式以及传输的频段；同时在相同的发射功率下，接收端图像质量虽然略低于SISO-OFDM系统，但是可以实现传输速率的提升，增加系统容量。

本发明为解决上述问题采用如下的技术方案：

一种基于2*2MIMO-OFDM系统的图像传输方法，具体包含如下步骤：

步骤1，将发送端接收到的三维彩色图像数据转化为一维彩色图像数据；

步骤2，将步骤1获取的一维彩色图像数据进行串并变换，分离成两路互不相同的数据流，均经过OFDM调制后，对前导码和经过OFDM调制后的一维彩色图像数据进行封装组帧，再将封装组帧后的前导码和经过OFDM调制后的一维彩色图像数据传送至WARP的缓存中，待触发之后，将前导码和经过OFDM调制后的一维彩色图像数据传送至发射端；

步骤3，当接收端接收到前导码和经过OFDM调制后的一维彩色图像数据，对前导码进行帧同步处理、消除载波频率偏移以及利用MIMO训练序列进行信道估计；

步骤4，接收端通过步骤3把经过载波频率偏移补偿之后时域数据转化成频域，根据2*2 的矩阵方程反解出发送数据，再将反解求得的发送数据进行合成，恢复出原图像。