OFDM系统同步偏差的补偿及FPGA实现
发布时间：2020-12-30 14:03
高效的频谱利用率、高传输速率和高可靠性是数字领域的发展趋势,研究OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)这样一种高效传输和高频谱利用率的多载波技术的可靠性接收就显得非常有意义。它有诸多优点的同时,也伴随着对偏差敏感的缺点,本文对OFDM系统中同步误差的来源和影响进行了分析,提出了OFDM系统同步偏差的补偿方案。为了检验设计的实用性,论文依据IEEE802.11a标准进行了全文的设计和验证,提出了完整的数字解调方案,该方案包含帧同步、载波同步、符号同步、信道估计与均衡、采样频偏同步、解调等模块,完成了OFDM系统同步偏差的补偿及整个系统的FPGA实现。通过对定时偏差的研究和分析,发现定时偏差会造成符号间干扰,导致解调性能减弱。将定时同步分为帧同步和符号同步,就可靠性而言,比较选取了延时相关加上长度保持的帧同步算法,就峰值检测模糊问题,选取了基于互相关的符号同步算法进行偏差补偿。为了减低资源消耗,硬件设计上采用了滑动窗口累加思想和量化思想。载波频偏会造成子载波间干扰和相移,严重影响解调性能。在比较了算法的精度和复杂度的基...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
联合输出时序逻辑仿真
合前面五章对 OFDM 同步偏差的补偿设计方案，设计完成整个模块的测试和验证。根据第二章中的系统参数指标进行设置，得到发射信号，对信号的频谱进行检测，得到6-2所示的频谱图。由图6-2可以看出，信号中频100MHz，带宽20MHz。在对其下变频后的数据进行频谱检测，得到如图 6-3 所示的频谱图。从图 6-3 可以看出，信号已经下调到了基带，带宽仍旧是 20MHz。后续各算法模块都是在下变频后的数据上进行的。
78图 6-3 基带信号频谱图6.2 帧同步模块测试帧同步是接收系统同步过程中的第一步，按照第三章中帧同步的 FPGA 实现方式编写代码并将 bit 文件和 cdc 文件下载到 FPGA 中后，用 Chipscope 抓取到如图 6-4 和 6-5 所示的测试结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电力无线专网中一种OFDM载波同步算法[J]. 马涛,冯宝,蔡世龙,李洋. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[2]一种改进的OFDM/OQAM系统频偏与信道估计算法[J]. 张大炜,李悦. 无线电工程. 2015(12)
[3]用于地铁的OFDM测距雷达的FPGA实现[J]. 骆钟频,陈晓,武艺鸣,刘若然,郑国莘. 电子测量技术. 2015(03)
[4]相干光OFDM系统中基于导频辅助的采样时钟频率偏差估计和补偿算法[J]. 李宝,余建军,何晶,陈明,陈林. 光子学报. 2015(01)
[5]时变信道下OFDM系统载波频偏估计[J]. 张军龙,刘立程. 计算机仿真. 2014(02)
[6]OFDM系统采样时钟同步算法[J]. 张红,赵翌. 现代电子技术. 2013(05)
[7]Gardner算法在OFDM采样率同步中的应用[J]. 王磊,徐大专. 电子与信息学报. 2011(04)
[8]联合迭代解调译码算法的短波FH/OFDM系统的性能分析[J]. 熊俊俏,甘良才,朱毅超. 电子与信息学报. 2010(12)
[9]一种多径信道下OFDM符号定时同步算法[J]. 李鹏,周革强. 飞行器测控学报. 2009(06)
硕士论文
[1]OFDM系统的信号解调与测试算法的研究及实现[D]. 张朋坤.电子科技大学 2018
[2]基于训练序列的OFDM系统符号同步算法设计与实现[D]. 李鑫.东南大学 2017
[3]突发系统中OFDM同步技术研究[D]. 蔡学福.山东大学 2016
[4]高性能FFT处理器的研究与FPGA实现[D]. 梁赫西.华中科技大学 2011
[5]OFDM系统中同步技术研究与FPGA实现[D]. 虢正兵.重庆大学 2010
本文编号：2947767
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
联合输出时序逻辑仿真
合前面五章对 OFDM 同步偏差的补偿设计方案，设计完成整个模块的测试和验证。根据第二章中的系统参数指标进行设置，得到发射信号，对信号的频谱进行检测，得到6-2所示的频谱图。由图6-2可以看出，信号中频100MHz，带宽20MHz。在对其下变频后的数据进行频谱检测，得到如图 6-3 所示的频谱图。从图 6-3 可以看出，信号已经下调到了基带，带宽仍旧是 20MHz。后续各算法模块都是在下变频后的数据上进行的。
78图 6-3 基带信号频谱图6.2 帧同步模块测试帧同步是接收系统同步过程中的第一步，按照第三章中帧同步的 FPGA 实现方式编写代码并将 bit 文件和 cdc 文件下载到 FPGA 中后，用 Chipscope 抓取到如图 6-4 和 6-5 所示的测试结果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电力无线专网中一种OFDM载波同步算法[J]. 马涛,冯宝,蔡世龙,李洋. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[2]一种改进的OFDM/OQAM系统频偏与信道估计算法[J]. 张大炜,李悦. 无线电工程. 2015(12)
[3]用于地铁的OFDM测距雷达的FPGA实现[J]. 骆钟频,陈晓,武艺鸣,刘若然,郑国莘. 电子测量技术. 2015(03)
[4]相干光OFDM系统中基于导频辅助的采样时钟频率偏差估计和补偿算法[J]. 李宝,余建军,何晶,陈明,陈林. 光子学报. 2015(01)
[5]时变信道下OFDM系统载波频偏估计[J]. 张军龙,刘立程. 计算机仿真. 2014(02)
[6]OFDM系统采样时钟同步算法[J]. 张红,赵翌. 现代电子技术. 2013(05)
[7]Gardner算法在OFDM采样率同步中的应用[J]. 王磊,徐大专. 电子与信息学报. 2011(04)
[8]联合迭代解调译码算法的短波FH/OFDM系统的性能分析[J]. 熊俊俏,甘良才,朱毅超. 电子与信息学报. 2010(12)
[9]一种多径信道下OFDM符号定时同步算法[J]. 李鹏,周革强. 飞行器测控学报. 2009(06)
硕士论文
[1]OFDM系统的信号解调与测试算法的研究及实现[D]. 张朋坤.电子科技大学 2018
[2]基于训练序列的OFDM系统符号同步算法设计与实现[D]. 李鑫.东南大学 2017
[3]突发系统中OFDM同步技术研究[D]. 蔡学福.山东大学 2016
[4]高性能FFT处理器的研究与FPGA实现[D]. 梁赫西.华中科技大学 2011
[5]OFDM系统中同步技术研究与FPGA实现[D]. 虢正兵.重庆大学 2010
本文编号：2947767
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