OFDM通信系统中采样时钟同步的System Generator实现 发射机, 接收机, 通信

pengpengpang

首先，大家需明确这一次我们谈的采样时钟同步与上次我们讲到的载波同步的区别。接收机ADC对接收到的连续波形进行采样，发射机的DAC与接收机的ADC不可能具有完全相同的时钟频率和相位。时域的采样偏差导致频域上子载波不再正交，对于OFDM来说这是致命的。补偿采样偏差的方法可以在时域（IFFT之前）或频域（IFFT之后）进行。我们利用导频信号在频域进行补偿。
一、基本原理

可见采样偏差体现在（2）式右边后两项，我们忽略第四项，第三项为主要误差。这个时域的偏差导致频域的旋转如下：

如果我们利用导频信息（LTE中为参考信号）估计出w，那么我们就能够对接受数据进行补偿了。

由于IEEE802.11a系统规定一个符号中有4个导频信号，因此可得到一个线性方程组，参考文献[1]中给出易于硬件实现的近似解如下：

另外，当采样偏差大于T（下标s）时，即频域相位旋转大于2pi，这时采样时刻已经提前或滞后了一个时钟周期，需要重新定时。所以我们的系统框图为：

二、各单元实现方法
（1）导频提取：
为实现流水操作采用两个深度为64的RAM轮流存储输入的数据符号，采用根据导频所在的固定位置将其提取出来，送给信道均衡模块。
（2）信道均衡：
通过调用复数乘法器，如果在本设计之前已经做过信道估计与均衡，那么在这就不需要再做了。
（3）相关处理：
由于本地存储的导频信号（发送端发送的原始信号）只为正负1，因此相关操作要么将数据取相反数要么保持不变，比较节省资源。
（4）w的估计：
分两步，首先估计相角theta，利用Cordic模块实现，注意溢出问题，参考前面博客中关于载波同步的处理方法。第二部就是将估计的4个角度相加并右移7位。
（5）相位偏差补偿：
随着数据输入，累加w（注意溢出问题），计算其正弦余弦值，再调用复数乘法器进行补偿。与载波频率补偿中类似。
参考文献[1] ：曲亮，史治国，顾宇杰，陈抗生.易于硬件实现的OFDM系统采样频率同步算法，浙江大学学报（工学版），Vol.41，No.6，pp.935-940，June 2007.
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