COFDM系統(tǒng)中同步技術(shù)研究與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，編碼正交頻分復(fù)用COFDM(Coded Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技術(shù)受到越來越廣泛的關(guān)注，其并行傳輸機(jī)制、內(nèi)在抗符號(hào)間干擾和多徑信道分集等特性，在衰落信道中顯示了很強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸性能，同時(shí)由于其子載波間的正交性，COFDM系統(tǒng)具有很高的信道利用率，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但COFDM技術(shù)對頻偏、定時(shí)和相位噪聲敏感，較小的同步偏差即會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼性能惡化，甚至通信失效。因

2、此，在設(shè)計(jì)COFDM接收機(jī)時(shí)，需要對時(shí)間、頻率偏移進(jìn)行有效的估計(jì)和補(bǔ)償，盡可能減小對系統(tǒng)性能的影響。
　　 當(dāng)前，相當(dāng)多的無線通信系統(tǒng)采用OFDM作為其核心技術(shù)，各系統(tǒng)應(yīng)用背景、參數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)均存在著差異。本文以將COFDM技術(shù)應(yīng)用于航空下行數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸為研究背景，以文中設(shè)計(jì)的系統(tǒng)參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套完整的COFDM同步技術(shù)方案。
　　 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

3、述了COFDM技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢。在深入研究航空數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)綜合性能和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，給出了基于COFDM的高速下行數(shù)據(jù)鏈傳輸方案。詳細(xì)推導(dǎo)了同步誤差對COFDM系統(tǒng)的影響，并通過仿真以圖例的方式直觀的描述了各種同步偏差對系統(tǒng)性能的影響程度。針對同步偏差對COFDM系統(tǒng)的影響，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和幀格式，設(shè)計(jì)了易于實(shí)現(xiàn)的COFDM同步算法，并通過MATLAB對算法的估計(jì)性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　 根據(jù)系統(tǒng)的同步性能要

4、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)了一套完整的COFDM同步系統(tǒng)。利用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)其硬件描述，其中采用分時(shí)復(fù)用方式進(jìn)行復(fù)乘，以節(jié)省邏輯資源；采用基于流水線結(jié)構(gòu)的CORDIC實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)相位的提取，有效的保證了頻率估計(jì)的提取精度和速度。
　　 最后由MODELSIM仿真實(shí)現(xiàn)同步模塊性能驗(yàn)證，將它綜合在Altera公司的FPGA芯片中，并與項(xiàng)目組成員合作，完成下行數(shù)據(jù)鏈COFDM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)