一種可靠的OFDM-WALN信號解調(diào)算法

作者：陳鳳林,陳亮,劉小剛時間：2019-08-12 來源：電子產(chǎn)品世界

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　　陳鳳林 ^1,2，陳?亮 ³，劉小剛^1,2

本文引用地址：http://2s4d.com/article/201908/403611.htm

　?。?.中國電子科技集團公司第四十一研究所，安徽?蚌埠?233010；2.電子信息測試技術安徽省重點實驗室，安徽?蚌埠?233010；3.安徽省科學技術研究院，安徽?合肥?230031）

　　摘?要：本文針對OFDM-WLAN基帶信號提出了一種可靠的解調(diào)算法，OFDM-WLAN信號經(jīng)過變速率采樣后，運用了時頻域相結合頻偏矯估計方法，準確地矯正頻偏，進而根據(jù)導頻點去除相偏，并成功應用于不同調(diào)制方式基帶信號的解調(diào)。

　　關鍵詞：OFDM；信號同步；頻偏矯正；相偏矯正；星座圖

　　*項目基金：國家科技重大專項，增強移動寬帶5G終端模擬器（No.2017ZX03001021）

　　0 引言

　　近年來，由于互聯(lián)網(wǎng)在全球的快速發(fā)展，人民的工作與生活越來越依賴互聯(lián)網(wǎng)，產(chǎn)生大量的WLAN服務需求。IEEE 802.11系列標準WLAN開始于20世紀90年代末，現(xiàn)在幾乎每一個筆記本電腦或智能設備都有一個內(nèi)置的WLAN卡。OFDM（正交頻分復用）作為一種高效的多載波調(diào)制方案，幾年來備受關注。由于OFDM能有效抑制多徑時延，且頻譜利用率較高，被廣泛認為是在無線時變信道中實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄?。目前，許多具有廣闊應用前景的WLAN標準，都將OFDM作為核心方案。本文介紹一種時頻域相結合頻偏矯正方法實現(xiàn)WLAN信號的解調(diào)方法。主要包括變速率采樣、信號同步、粗頻偏估計、FFT、信道估計、細頻偏矯正、相偏矯正，最后得到分析結果。

　　1 物理層幀格式

　　物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU）幀結構，主要包括前導碼（Preamble）、報頭（Header）和數(shù)據(jù)域（Data）部分，如圖1所示。

　　2 正交頻分復用（OFDM）

　　OFDM作為一種高效的多載波調(diào)制方案，能有效抑制多徑時延，且頻譜利用率較高，被廣泛認為是在無線時變信道中實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾侄?。圖2顯示的是OFDM的系統(tǒng)框圖。

　　3 算法描述

　　本文介紹一種時頻域相結合頻偏矯正方法實現(xiàn)WLAN信號的解調(diào)方法。算法流程主要包括變速率采樣、信號同步、粗頻偏估計、FFT、信道估計、細頻偏矯正、相偏矯正。該方法的流程如圖3.

　　4 仿真及實例應用

　　WLAN信號源采用的是SMW200A信號源，可以支持發(fā)射IEEE 802.11b/a/g/n等多個協(xié)議及多種調(diào)制方式的WLAN信號。

　　4.1 信號同步

　　PLCP前導碼包括10個短訓練序列t 1 ~t 10 和2個長訓練序列T 1 和T 2 組成，如圖4。GI2是短訓練序列和長訓練序列之間的保護間隔，數(shù)量為32；SIGNAL為包含一個OFDM信號的信令部分，后面的數(shù)據(jù)部分根據(jù)實際情況OFDM長度可變，每個OFDM信號前有16個保護間隔GI。