Cost-effective sampling clock synchronisation scheme with its implementation in optical orthogonal frequency division multiplexing systems
Published in IET Communications Accepted on 25th November 2013
本文是实验室师兄的文章,讲的主要是OFDM中采样钟的同步。
采样钟的同步有两种方法:
1.同步时钟恢复,一般在时域进行,需要用到VCO、PLL,实现复杂
2.异步时钟恢复,一般在频域进行,时钟固定,用插值法补偿偏移,实现简单
本文采取的是类似第2种方法,不同的是在时域进行插值,文中提到这是首次在小数频差估计当中运用简单的算法,不需要昂贵的时钟恢复电路,本方法简单有效
首先介绍下OFDM的帧结构,采用physical protocol data unit (PPDU, IEEE 802.11a),具体形式如图一:S1-S10为16点的STS,L1-L2为64点的LTS,CPL为32点的CP,DATAn为64点的数据,CPn为16点的CP,这里采样钟的同步主要利用LTS,由于LTS有64点,可以覆盖全频率,一帧校准一次。
图一.数据帧结构
图二为该方案的系统框图
图二.系统框图
INTERPOLATION FILTER
INTERPOLATION FILTER为三次拉格朗日插值,发送端以2G的速率发数据,接收端以4G的速率接数据
Even/Odd
Even/Odd将4Gbps的信号分成两路2Gbps的信号,分路后的信号比原来的4Gbps信号延迟1/Fs,Fs = 2GHz
图三.数据分路
Phase Detector
Phase Detector计算出每个子载波的相移Phase Offset(PO)
第n个子载波的频率
第n个接收子载波的相移可由本地LTS与接收LTS的共轭的叉积求得
相移矩阵可表示如下
设第一个采样点的时延为t,第二个采样点的时延为t’
每个子载波的相移不同,整体的时延相同,可由下式表示
相移与(n-1)呈正比例
斜率k
用最小二乘法求斜率k
将t代入k的表达式,可求得EvenOdd两路的斜率,当无时延时(即采样钟无偏移),一路的斜率为0,另一路的斜率为
即可求得时延单位u
最后我们来计算信噪比
其中
经采样钟同步优化后,信噪比由18.83dB提升到22.77dB