OFDM-UWB系統(tǒng)同步算法及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、超寬帶(UWB)技術(shù)作為一種短距離、高速率無線通信技術(shù)，具有保密性好，抗干擾能力強(qiáng)以及可與現(xiàn)有無線系統(tǒng)共存等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為構(gòu)建下一代寬帶無線個域網(wǎng)(WPAN)的首選技術(shù)。由WiMedia聯(lián)盟所提出的多載波體制UWB標(biāo)準(zhǔn)，又使得超寬帶具有了正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)優(yōu)勢，如頻譜利用靈活，抗多徑能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)等。目前該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為商用UWB的實(shí)質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)。
　　本論文研究OFDM-UWB系統(tǒng)的同步技術(shù)，包括接收機(jī)放大器自動增益控制(

2、AGC)，幀檢測，符號定時和頻偏估計(jì)的算法研究及其FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。
　　論文首先對UWB及OFDM技術(shù)進(jìn)行回顧，分析OFDM系統(tǒng)中使用循環(huán)前綴(CP)與零后綴(ZP)保護(hù)間隔的原理與區(qū)別。分析了OFDM系統(tǒng)中同步誤差對系統(tǒng)性能的影響。討論了現(xiàn)有同步算法的原理與優(yōu)缺點(diǎn)。
　　第二部分在介紹OFDM-UWB系統(tǒng)的信道建模以及幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了一套簡單而有效的同步策略。給出了一種低復(fù)雜度，快速收斂的數(shù)字AGC調(diào)整方法。詳細(xì)推

3、導(dǎo)了廣義似然比幀檢測(GLRT)算法，并給出了其簡化實(shí)現(xiàn)方案。提出了兩種定時估計(jì)算法：基于信道先驗(yàn)信息的最大似然估計(jì)與基于尋找第一有效到達(dá)徑估計(jì)。并結(jié)合所提出的定時同步算法給出了相應(yīng)的頻偏估計(jì)算法。論文對算法進(jìn)行了仿真、分析與比較。
　　論文第三部分詳細(xì)介紹了OFDM-UWB系統(tǒng)同步方案的FPGA實(shí)現(xiàn)。介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)流程。對同步模塊進(jìn)行了子模塊劃分并對子模塊的實(shí)現(xiàn)方法、工作時序進(jìn)行說明。分析了影響電路最高工作頻率的因素