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随着数字时代的到来，信息化程度的不断提高，人们相互之间的信息和数据交换日益增加。正交频分复用(Orthogonal Freqtiency Division Multiplex，OFDM)作为一种高频谱利用率的数字调制方式，在无线局域网(Wireless Local Atea Network，WLAN)、增强型3G技术(Enhanced 3G，E3G)、高清晰度电视(HDTV)广播、还有超宽带(Ultra Wide Band，UWB)等无线宽带通信领域得到了广泛应用。相关的国际标准和规范包括IEEE802．11、TD—SCDMA、ETSI提出的DVB—T、中国地面数字电视标准DMB—T等。
近年来，集成电路和数字通信技术飞速发展，使高速数字通信系统集成于单芯片的实现成为可能。OFDM主要有时域同步OFDM(Time Domain Synchronous OFDM，TDS—OFDM)、编码OFDM(Coded OFDM，COFDM)、零填充OFDM(Zero Padding OFDM，ZP—OFDM)三类。其中TDS—OFDM具有快速准确同步，频谱利用率高，实现复杂度低等优点是OFDM传输方式中最重要的一种。鉴于TDS—OFDM调制/解调器芯片在宽带数据通信中的重要性，研究高性能TDS—OFDM解调器的设计方法及其VLSI体系结构已成为当前通信、集成电路设计领域热点和难点之一。根据应用领域的不同，宽带TDS—OFDM通信系统对解调器的结构/性能有各自不同的要求；本文的研究重点不在于设计某一具体的解调器芯片，而是解决TDS—OFDM解调器芯片设计中具有共性的问题，其研究成果可应用于Wireless modem、HDTV接收机、等大多数基于OFDM的宽带通信领域。
本论文的主要工作包括：
1．在研究现有多种宽带OFDM通信标准/规范的基础上给出衡量OFDM解调器芯片性能的若干指标以及影响这些性能指标的关键模块，提出了TDS—OFDM解调器的基本体系结构，讨论了解调器芯片设计中的重点问题。
2．深入研究了TDS—OFDM系统中的同步问题，包括载波同步、码定时同步和帧同步三方面的关键技术。从理论上系统分析了同步偏差对OFDM系统的影响。在充分研究了近年来国际上OFDM系统所采用的同步算法的基础上，分析PN序列的特性，提出了一系列适用于TDS—OFDM传输系统的同步算法及结构。上述方案相对传统方法，在显著提高了同步性能的同时，有效降低了芯片设计复杂度。
3．结合无线传播信道的特性，阐明了信道估计和均衡的重要性。本文描述了现有的TDS—OFDM信道估计与均衡算法，并在此基础上，比较了频域判决反馈、基于PN序列时域相关和回波迭代消除(Iterative Gost Cancellation，ITGC)信道估计方法。本文选择了一种双模的 ITGC信道估计算法。这种双模算法使性能和复杂度得到比较好的折衷。最后，分析了相位噪声对OFDM系统的影响。提出了一种有效抑制相位噪声的方法，使系统能够在较差的调谐器(Tuner)下正常工作，可以降低整个解调系统的成本。针对不同OFDM通信标准中可能出现的不同DFT帧体长度以及在卷积器中可能用到的各种长度的DFT，本文深入研究了流水线FFT和并行FFT两种结构，比较其特点。对于不同应用的要求选择不同的FFT结构并加以合理的算法优化和硬件构架设计，将FFT模块的硬件消耗降到最低。