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OFDM(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术,目前OFDM技术已经应用到不同领域中。由于它有很好的抗多径能力,因此被采纳作为欧洲的数字音频广播系统,无线局域网标准IEEE802.11a,也把它作为物理层的传输手段。这种技术的FPGA硬件开发目前在国内算是相当创新的,而且具有良好的可行性和发展前景。而符号同步是OFDM系统中的一项关键的技术,所以,基于OFDM的符号同步算法及其硬件实现是很值得我们去深入研究的。
本文介绍了无线传输信道的特征,讨论了OFDM技术的原理及其特点,并对关键技术之一的符号同步技术展开了详细的研究分析。结合一个实现OFDM无线音频传输系统的项目开发工作,研究如何对OFDM的数据符号进行同步操作,以达到从收到的连续抽样流之中找出每帧起始位置和每个符号起始位置的目的。由于OFDM符号同步算法多种多样,如何选择合适的同步算法成为本论文研究的重心。经过对系统方案以及帧结构的分析与设计,拟定了两种算法分别实现符号的精同步与粗同步。经过系统模块仿真及其结果分析之后,选定了最大自相关算法为最终的符号同步实现算法。
考虑到系统算法复杂度和运算量等因素,选用了Stratix-EP1S40F780C5芯片作为FPGA开发的硬件平台。选定硬件芯片和开发软件后,接下来根据已选定的算法进行硬件上的设计与实现。本文较详细地描述了符号同步模块基于FPGA开发的过程,并在实现其基本功能的基础上,加入了符号同步机制,使同步系统更具可靠性和稳定性。
本文所提出了的符号同步算法以及实现中加入的符号同步机制,尽管对与具体的OFDM系统会有所改动,但仍属于无线数字传输系统中常见的同步方式。希望从事无线传输系统研究与设计的技术人员可以从本文中获得有益的参考与启发。