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本文对正交频分复用(OFDM)无线通信系统中的采样频偏同步技术进行了较详细的研究与分析。近几年,接收机设计的趋势为全数字化,设计适合现代接收机的采样频偏同步算法已经越发重要。
本文从正交频分复用(OFDM)采样频偏同步技术的理论入手,在采样频偏大于0、采样频偏小于0、采样频偏小于采样周期的三种情况下,对采样频偏对系统的影响进行详细的理论分析和推导。然后对基于最大似然估计算法和Schmidl-Cox估计算法的纠正算法进行了详细的分析比较,最后提出了一种新的的采样频偏纠正算法。该算法在基于ECMA368标准的MB-OFDM-UWB系统中,研究并选择了一种采样频偏同步算法:用固定晶振控制A/D转换器,内插方法恢复采样时钟,从而简化了接收机的模拟部分,降低了接收机的成本。仿真表明该算法性能良好、复杂度较低且适合本系统。并利用FPGA对算法中的内插滤波器(FARROW滤波器)模块进行硬件实现。
本系统采样频偏同步算法采用4抽头的FARROW滤波器进行插值运算,由NCO输出决定进行插值的采样点以及FARROW滤波器的抽头系数。对FARROW滤波器的抽头系数进行计算的硬件实现中采用分布式算法(DA)。与传统算法相比,该算法可极大地减少可编程资源,提高电路的执行速度。经过大量的调试和优化,最终在FPGA芯片EP3C120F780C7中实现FARROW滤波器。