OFDM接收机中降低ADC实现复杂度与功耗的数字补偿方法研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peilimin1989
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OFDM技术是一种先进的多载波物理层调制技术,越来越多的数字化、高速化和低功耗无线通信系统将OFDM技术作为关键技术,基于OFDM的具有Gbps吞吐率的低功耗无线通信系统受到了学术界和工业界的广泛关注。这对现有的电子设备提出了很高的要求,尤其对于模拟数字转换器(Analog to Digital Converter,ADC)的实现复杂度和功耗,都提出了新的要求。现有的ADC很难在保持采样精度的条件下同时提供足够高的采样率。时间交织模拟数字转换器(Time Interleaved Analog DigitalConverter,TIADC)是一种有效的解决方案,它通过多个并行的子ADC在相同频率不同时钟相位工作,从而使整个系统的采样率成倍地提高,最后通过组合和并串转换恢复采样后的输出。这样既可以保持每个子ADC的采样精度,又可以提高系统的采样率。但是TIADC中各子ADC的参数失配会极大地降低系统的整体性能。本文提出一种针对TIADC的直流偏移失配,利用LMS和RLS自适应滤波技术,基于OFDM梳状导频的校准算法。该算法能同时校准IQ两路ADC,具有收敛速度快的优点,而且该算法并不需要产生额外的训练序列。这样,在高速OFDM接收机中,只需一个粗糙的,未经校准的TIADC,系统便能正常工作,这样就有效地降低了ADC的实现复杂度。进一步,为了降低OFDM接收机中ADC的功耗,本文提出了基于符号率采样的定时同步算法,降低系统对采样率的要求,从而降低ADC的采样率进而达到降低ADC功耗的目的。通过引入多相时钟(同频等相位间隔的一组时钟)和采用最大绝对平方和(MASS)方法控制ADC的采样时刻,将ADC采样频率降低至符号率;进一步,论文提出一种自适应插值滤波的方法,用来补偿因为时钟抖动、时钟数目不足或其它因素引入的残余时钟误差。该方法将采样值送入抽头系数由最小均方(LMS)算法进行更新的自适应插值器进行数字处理。分析和仿真表明,通过MASS模块选择出最优或者次最优采样时钟,进而通过自适应插值对残余时钟误差的进行补偿,系统的采样率可以由数倍于符号率降至采用符号率。通过这种方法,可以较为精确地完成定时恢复,从而大大降低了系统中ADC的功耗。
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