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正交频分复用(OFDM)技术具有传输速度快,抗干扰能力强,频带利用率高等优点,能有效削弱电力线信道上存在的各种噪声、衰减和多径传播等各种不良影响,是电力线载波通信的有效调制方式。OFDM系统对同步误差高度敏感,因此同步问题是整个系统实现可靠性的关键技术。
本文以DSP芯片TMS320VC5502为硬件载体,围绕OFDM系统的同步问题展开,分析了OFDM系统在没有达到同步情况下的频率偏差,符号定时偏差和采样时钟偏差对整个系统性能的影响,在此基础上确定了OFDM系统同步算法性能的指标。在参考和比较了一些已有的同步方案后,提出针对电力线载波通信系统的一种改进的基于训练序列的同步方案。设计一种倒序结构的训练序列,在时域和频域都有良好的相关性,通过MATLAB对同步方案的相关算法和AGC算法进行了仿真,可以精确的实现符号定时同步和采样同步。
本文设计了基干TMS320VC5502的硬件系统,借助PROTELL99绘图软件,完成了电源转换电路、A/D数据采样电路和JTAG接口电路的设计,在此硬件平台上实现电力线载波通信的同步方案。借助DSP软件开发平台CCS3.3,设计了A/D采样数据接收、粗同步和精细定时同步、以及采样时钟校正和FFT模块,通过编写调试C程序,将提出的基于电力线信道OFDM系统同步方案在TMS320VC5502芯片上得以实现。实验结果表明,此方案帧头开销小,运算简单,在恶劣通道条件下能保持良好的可靠性,可以实现高速的数据传输。