论文部分内容阅读
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术具有频谱效率高和抗频率选择性衰落等优点,受到广泛关注。OFDM系统的缺点是对同步误差非常敏感。接收端和发送端在时域和频域上均需要保持良好的同步,以保证OFDM子载波的正交性。因此同步技术成为OFDM系统的核心技术之一,值得研究。另一方面,OFDM调制信号具有较大的峰值平均功率比PAPR,其包络幅度具有较大的动态范围,因此要求其高功率放大器HPA(High Power Amplifier)也必须有较大的线性范围。不仅如此,OFDM信号的宽带特性也会产生记忆非线性失真,使得ISI(Inter Symbol Interference)增加。因而,解决OFDM信号对HPA非线性敏感度也成为了OFDM系统的核心技术之一,备受关注。本课题来源于搭建一个OFDM+MIMO构架平台的项目,采用FPGA+DSP实现。本文研究内容的重点为该OFDM系统中接收机的算法研究以及FPGA实现。主要包括OFDM时间、频率同步算法的研究与实现,OFDM解调模块,以及各接口模块的FPGA实现;在此基础之上,即在完成FPGA实测以后,进行了HPA非线性信道的均衡算法研究,包括HPA(High Power Amplifier)的非线性特性研究,非线性信道的均衡方法研究。在OFDM时间同步算法研究与设计方面,本文在PN序列滑动相关时,用RAM存储数据,然后利用地址滑动代替数据滑动,从而减少资源占用率,而且也满足方案的速率要求;并设置了4路相关峰值取最大的模块,从而提供尽可能合适的数据进入后续的处理单元。在OFDM频率同步算法研究与设计方面,本文研究了一种适用于快速收敛系统的正交频分复用系统中的频率同步环路。本文针对基于PN序列同步算法频偏估计算法,以及常用的二阶负反馈环路算法的缺点,提出了一种利用二阶负反馈环路,结合基于PN序列同步算法联合进行频偏估计与补偿的改进算法。在非线性信道的均衡算法研究方面,本文讨论了PANC(Power Amplifier Nonlinearity Cancellation)的不足,完善了该技术;将HPA模型的记忆性部分作为信道估计的一部分,放宽对信道估计导频的要求,从而可以提高信道估计的信噪比,并且回避了HPA模型的非线性部分的估计问题。