基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人們對通信信息量需求的日益增大，為了滿足未來不斷增長的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求，增加系統(tǒng)帶寬來提高傳輸速率是直接有效的方法，而超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)的大帶寬在提高傳輸速率方面具有明顯優(yōu)勢。3-10GHz是首個(gè)支持UWB通信的頻段，支持最高數(shù)據(jù)傳輸速率480Mbps;60GHz頻段UWB通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高于5Gbps傳輸速率的無線數(shù)據(jù)的傳輸?，F(xiàn)有的3-10GHz標(biāo)準(zhǔn)、60GHz標(biāo)準(zhǔn)的UWB通信系統(tǒng)均規(guī)定OFDM是高速無線個(gè)域網(wǎng)的物理層方案之

2、一，并且OFDM-UWB系統(tǒng)具有頻帶利用率高、抗符號串?dāng)_能力強(qiáng)和頻率選擇性衰落能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)具有重要理論意義和很高的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。提出了一種基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，采用壓縮感知原理和FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了60GHz的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)。利用Altera公司的St

3、ratixⅣ的FPGA芯片和采用VHDL語言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)收發(fā)模塊，各個(gè)模塊是通過鎖相環(huán)(PLL)產(chǎn)生多時(shí)鐘控制存儲器，實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的物理層OFDM幀結(jié)構(gòu)的組建和拆分。并采用壓縮采樣模塊中根據(jù)壓縮感知理論對接收機(jī)的信號進(jìn)行壓縮采樣，采用多時(shí)鐘控制的乘法器級聯(lián)SRAM結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了壓縮采樣重構(gòu)算法，節(jié)約了存儲資源，通過多路并行的采樣電路降低了ADC采樣速率。信道估計(jì)模塊中通過多個(gè)乘法器級聯(lián)RAM通過OFDM幀結(jié)構(gòu)中插入

4、導(dǎo)頻位置，進(jìn)行信道估計(jì)。在QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境下，采用Modelsim軟件對各個(gè)模塊進(jìn)行了功能仿真，驗(yàn)證了各模塊的準(zhǔn)確性。利用FPGA開發(fā)板對基于壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于IEEE802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的通信功能。
　　所設(shè)計(jì)基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)具有保密性好、抗多徑能力強(qiáng)、低復(fù)雜度、穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在無線個(gè)人局域網(wǎng)、