寬帶OFDM系統(tǒng)中的同步技術(shù)研究與FPGA實現(xiàn).pdf

1、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)因為頻譜效率高，抗多徑衰落能力強，抗窄帶干擾性能好等眾多突出的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于寬帶無線接入系統(tǒng)中，并作為未來移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)而成為當今無線通信領(lǐng)域的研究熱點。但OFDM技術(shù)對頻偏、定時和相位噪聲敏感，較小的同步偏差即會導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼性能惡化，甚至通信失效。因此同步性能的好壞直接影響到寬帶OFDM系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸性能。
　　

2、基于IEEE802.11a標準的WLAN系統(tǒng)采用OFDM作為其物理層接入技術(shù)，并作為一種典型的突發(fā)分組傳輸系統(tǒng)而得到極大的關(guān)注。因此研究基于IEEE802.11a標準的OFDM同步技術(shù)不失一般性，可以方便的擴展到其它基于OFDM的寬帶無線接入系統(tǒng)之中。
　　本文簡要介紹了OFDM技術(shù)的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀，詳細闡述了OFDM技術(shù)的基本原理、特點及技術(shù)優(yōu)勢。通過理論推導(dǎo)與仿真詳細分析了定時偏差、載波偏差以及采樣偏差等多種非理想因素對O

3、FDM系統(tǒng)的影響。以IEEE802.11a標準為基礎(chǔ)，利用OFDM PPDU幀的特殊結(jié)構(gòu)，從時、頻域兩方面設(shè)計了簡單易行的OFDM同步算法，通過仿真對算法的估計性能及補償前后OFDM系統(tǒng)的誤碼性能進行了詳細的分析與比較，并對頻域定時偏差估計等算法的捕獲范圍與估計精度進行了性能上的改進。
　　根據(jù)系統(tǒng)的同步性能要求，在充分考慮同步算法的性能及實現(xiàn)復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)了一種時、頻域分步的OFDM同步系統(tǒng)。在所設(shè)計的同步系統(tǒng)中，采

4、用基于CORDIC算法的復(fù)數(shù)相位提取方法有效的保證了頻率估計的提取精度；設(shè)計的時域多峰值搜索策略有效的提高了OFDM符號定時的可靠性；提出了一種基于頻域長前導(dǎo)符號的定時偏差與信道頻率響應(yīng)的聯(lián)合估計與補償算法，在保證估計性能的同時，顯著的降低了系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜度；與此同時，還設(shè)計并實現(xiàn)了基于IEEE802.11a標準的PHY收、發(fā)基帶處理系統(tǒng)，使用ALTERA Cyclone和Cyclone II系列FPGA及MAX2829射頻收發(fā)器等硬件