基于PN序列的OFDM同步算法及VLSI實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線通信得到廣泛的關(guān)注，因其傳輸環(huán)境比較惡劣，對(duì)數(shù)字接收機(jī)的要求比較高。OFDM系統(tǒng)可以有效對(duì)抗多徑傳播，并且信號(hào)處理過(guò)程非常簡(jiǎn)單，但是要在惡劣的環(huán)境下獲得較好的性能，解調(diào)系統(tǒng)必須要有一個(gè)工作較為穩(wěn)定的同步環(huán)路。同時(shí)隨著集成電路和數(shù)字通信技術(shù)飛速發(fā)展，使高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的VLSI實(shí)現(xiàn)成為可能。 本文以基于PN序列的OFDM傳輸方案為研究對(duì)象，分析了0FDM多載波無(wú)線通信系統(tǒng)中同步算法理論，并結(jié)合ASIC設(shè)計(jì)流程對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)

2、行專門的芯片構(gòu)架設(shè)計(jì)。根據(jù)算法優(yōu)化和芯片實(shí)現(xiàn)相結(jié)合的原則，以低成本、低功耗、高性能為設(shè)計(jì)目標(biāo)，提出了基于OFDM技術(shù)解調(diào)芯片中同步環(huán)路的設(shè)計(jì)方法。 主要工作包括： (1)深入研究了OFDM系統(tǒng)中的同步問題，包括載波同步、幀同步和定時(shí)同步三方面的關(guān)鍵技術(shù)。從理論上系統(tǒng)分析了載波頻率偏差和采樣時(shí)鐘頻率偏差對(duì)OFDM系統(tǒng)的影響，并重點(diǎn)研究了同步誤差帶來(lái)的信噪比損失。在充分研究了近年來(lái)國(guó)際上OFDM系統(tǒng)所采用的同步算法的基礎(chǔ)上，

3、借鑒數(shù)字通信技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)，分析PN序列的特性，提出了適用于PN序列充當(dāng)保護(hù)間隔的0FDM傳輸系統(tǒng)同步環(huán)路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 (2)提出了一種基于PN序列的載波頻率偏差的粗估計(jì)算法，將無(wú)數(shù)據(jù)輔助的D-Spaced估計(jì)器與最大似然估計(jì)器有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行載波頻偏的聯(lián)合估計(jì)。該算法在保證有足夠的頻偏捕捉范圍的同時(shí)，具有較高的估計(jì)準(zhǔn)確性，其載波頻偏的粗估計(jì)值的誤差能達(dá)到百分之二的子載波間隔，完全滿足載波粗同步的性能指標(biāo)。 (3)改

4、進(jìn)了基于TPS的頻域細(xì)同步算法，從歸一化均方誤差和SNR的關(guān)系曲線可以看出，本文采用的頻域跟蹤算法在跟蹤殘留載波頻偏的范圍和穩(wěn)態(tài)的相位抖動(dòng)兩方面的性能都明顯優(yōu)于時(shí)域細(xì)同步算法。 (4)利用PN序列的自相關(guān)性，以滑動(dòng)相關(guān)的基本原理為出發(fā)點(diǎn)，提出了適用于本文的幀同步算法，該算法在AWGN信道下能準(zhǔn)確定位PN序列的位置，性能優(yōu)于最大似然估計(jì)。 (5)深入研究并改進(jìn)了基于TPS的波特率偏移的誤差提取算法，從跟蹤波特率偏移范圍和穩(wěn)