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

1、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)因?yàn)轭l譜效率高，抗多徑衰落能力強(qiáng)，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(dāng)今無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的OFDM同步技術(shù)不失一般性，可以方便的擴(kuò)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(xì)闡述了OFDM技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢。通過理論推導(dǎo)與仿真詳細(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)了簡單易行的OFDM同步算法，通過仿真對算法的估計(jì)性能及補(bǔ)償前后OFDM系統(tǒng)的誤碼性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析與比較，并對頻域定時偏差估計(jì)等算法的捕獲范圍與估計(jì)精度進(jìn)行了性能上的改進(jìn)。
　　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(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種時、頻域分步的OFDM同步系統(tǒng)。在所設(shè)計(jì)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(jì)的提取精度；設(shè)計(jì)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(jì)與補(bǔ)償算法，在保證估計(jì)性能的同時，顯著的降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度；與此同時，還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)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