4.4.2 载波同步（一）
4.4.2 载波同步（一）
一、为什么要载波同步？
OFDM技术是同时在多个重叠子信道上传输信号，必须严格保证子载波的正交性。但是由于多普勒频移和收发晶振的不完全相同，存在一定的载波频率偏差，这将破坏子载波间的正交性，且这种频差对相位的影响还具有累加性！
子载波的正交性被破坏了，解出来的信息都是错的，那OFDM通信还有什么意义。
二、载波同步的方法有哪些？
OFDM系统中估算载波频率偏移的算法分为三种：
- 数据辅助型算法，基于嵌入传输信号的特定训练信息；
- 非数据辅助型算法，分析频域内的接收信号；
- 基于采用由循环前缀提供的OFDM信号内在结构算法的循环前缀。
对于 IEEE 802.11a 系统，前导允许接收机在实际信息分组部分尚未到达之前，采用最大似然算法估算频率偏移并进行修正。
因此，同分组检测一样，载波同步也是利用训练信息完成的。
三、载波同步选用时域还是频域来进行呢？
频偏估算的时域方法需要训练信息至少二个连续重复的符号，这一点 IEEE802.11a，不管长训练符号还是短训练符号，均满足要求。
时序方法（计算公式见书，书上详细，这里就截图，公式太难打）
频域方法（计算公式见书，书上详细，这里就截图，公式太难打）
相比时域算法，频域算法需要计算两个重复符号的DFT，从而需要更多的计算量，因此对于WLAN接收机来讲时域方法具有一定的优势，因此它在前导时间内完成所有必须的同步功能，通常只需要很短的时间，所以，本模块设计采用时序估算算法。
贴一段书上关于时序估算的特性概述：
四、载波同步时域算法的结构
简单点说就是硬件实现这样的公式：
其中在设计上选取 N = 4 。
硬件实现思想概述（求角度偏差值，然后给数据进行偏差补偿，最后输出数据）：
-
首先利用5个重复短训练符号进行4组的延时相关计算，获得 4 次相关计算的16点长度累加结果；（为什么取5组短训练序列，后面有说到）
-
接着将这 4 次累加和结果送入角度估算模块，得到 4 次角度偏差估计的平均值，得到较为准确的角度偏差值。
所以整个硬件实现的模块有：
数据分流，数据缓存，载波频偏估计，载波频偏补偿，数据联合输出。
整体框图：
从图可以看出：短训练符号并没有进行频偏补偿，原因是后续模块中短训练符号仅用于符号同步模块中互相关系数的计算。所以可以不对其做频偏补偿，节省资源。
图中1、2的地方对应上述 【硬件实现思想概述】 的1、2二步。
整个载波同步模块的RTL视图：