基于PN序列的OFDM同步算法及VLSI實現(xiàn)研究.pdf

1、近年來，無線通信得到廣泛的關注，因其傳輸環(huán)境比較惡劣，對數(shù)字接收機的要求比較高。OFDM系統(tǒng)可以有效對抗多徑傳播，并且信號處理過程非常簡單，但是要在惡劣的環(huán)境下獲得較好的性能，解調系統(tǒng)必須要有一個工作較為穩(wěn)定的同步環(huán)路。同時隨著集成電路和數(shù)字通信技術飛速發(fā)展，使高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的VLSI實現(xiàn)成為可能。 本文以基于PN序列的OFDM傳輸方案為研究對象，分析了0FDM多載波無線通信系統(tǒng)中同步算法理論，并結合ASIC設計流程對本系統(tǒng)進

2、行專門的芯片構架設計。根據(jù)算法優(yōu)化和芯片實現(xiàn)相結合的原則，以低成本、低功耗、高性能為設計目標，提出了基于OFDM技術解調芯片中同步環(huán)路的設計方法。 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、幀同步和定時同步三方面的關鍵技術。從理論上系統(tǒng)分析了載波頻率偏差和采樣時鐘頻率偏差對OFDM系統(tǒng)的影響，并重點研究了同步誤差帶來的信噪比損失。在充分研究了近年來國際上OFDM系統(tǒng)所采用的同步算法的基礎上，

3、借鑒數(shù)字通信技術方面的經驗，分析PN序列的特性，提出了適用于PN序列充當保護間隔的0FDM傳輸系統(tǒng)同步環(huán)路的系統(tǒng)結構。 (2)提出了一種基于PN序列的載波頻率偏差的粗估計算法，將無數(shù)據(jù)輔助的D-Spaced估計器與最大似然估計器有機地結合起來，進行載波頻偏的聯(lián)合估計。該算法在保證有足夠的頻偏捕捉范圍的同時，具有較高的估計準確性，其載波頻偏的粗估計值的誤差能達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。 (3)改

4、進了基于TPS的頻域細同步算法，從歸一化均方誤差和SNR的關系曲線可以看出，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)的相位抖動兩方面的性能都明顯優(yōu)于時域細同步算法。 (4)利用PN序列的自相關性，以滑動相關的基本原理為出發(fā)點，提出了適用于本文的幀同步算法，該算法在AWGN信道下能準確定位PN序列的位置，性能優(yōu)于最大似然估計。 (5)深入研究并改進了基于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)