OFDM系統(tǒng)同步技術研究與FPGA實現(xiàn).pdf

1、正交頻分復用(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術頻譜利用率高，抗多徑能力強，是當前無線通信領域的研究熱點。OFDM系統(tǒng)中，同步是一個非常重要的問題，很大程度上影響了整個系統(tǒng)的性能。本文深入研究了一些典型的符號定時估計、載波頻率估計和采樣偏差估計算法，設計了OFDM同步方案并且在FPGA上實現(xiàn)。
　　 簡要介紹了OFDM技術的發(fā)展歷程和優(yōu)缺點等，詳細討論了OFDM技

2、術的數(shù)學模型、調(diào)制解調(diào)原理以及特點等等，以高速無人機數(shù)據(jù)鏈為背景，設計了一套完整的OFDM數(shù)據(jù)鏈方案，規(guī)定了系統(tǒng)收發(fā)機模型、系統(tǒng)的具體參數(shù)、采用的幀格式以及前導碼的具體格式和導頻的插入方式等等。
　　 從理論上推導并且在MATLAB環(huán)境中仿真了各種同步誤差對OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。從時域和頻域角度深入研究了定時同步、載波頻率同步和采樣偏差同步算法。將基于訓練序列的延遲自相關算法與接收信號和本地訓練序列時域互相關算法相結(jié)合，提出了

3、一種改進的時域粗符號定時同步算法，該算法可以保證在FFT解調(diào)之前，定時窗口首部在循環(huán)前綴內(nèi)以避免產(chǎn)生ISI，同時滿足頻域細符號同步算法的約束要求。利用訓練序列的延遲自相關算法可以同時估計出時域定時和頻偏信息，估計的實際載波頻差的范圍為±192kHz。頻域細符號估計、頻偏估計和相位跟蹤都是利用導頻信息完成的，頻域細符號估計可以對FFT窗口位置做精確調(diào)整，頻域頻偏估計的實際范圍為±38.4kHz，相位跟蹤可以補償殘留的相位信息。在MATLA

4、B環(huán)境中仿真并且分析了各種算法的同步估計性能，并且給出了仿真圖。理論分析了不同映射方式下的OFDM系統(tǒng)，提出了基于CPM映射方式下的OFDM-CPM系統(tǒng)，通過MATLAB仿真比較了OFDM-CPM系統(tǒng)與傳統(tǒng)的OFDM-QPSK、OFDM-16QAM系統(tǒng)的性能。
　　 考慮到同步算法和映射方式的理論及實現(xiàn)復雜度，設計了一套完整的OFDM系統(tǒng)時頻同步實現(xiàn)方案，用VerilogHDL語言描述其硬件結(jié)構(gòu)，其中時域粗符號同步硬件結(jié)構(gòu)節(jié)約了