OFDM基帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、分類號UDC密級單位代碼10151OFDM基帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及其FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究任士士口口指導(dǎo)教師鄭紫微職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請學(xué)位級別碩士學(xué)科與專業(yè)通信與信息系統(tǒng)論文完成日期2008.5論文答辯日期2008.6答辯委員會主席中文摘要摘要正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)作為一種多載波調(diào)制技術(shù)，具有較高的頻帶利用率和良好的抗多徑干擾能力的特點(diǎn)，適用于在無線信道中傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前，OFDM技術(shù)已經(jīng)被

2、采納為多種通信標(biāo)準(zhǔn)的物理層技術(shù)，被普遍認(rèn)為是下一代移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。目前，對于OFDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的理論研究及仿真性能己日趨成熟，而基于硬件的實(shí)現(xiàn)則是其獲得實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵，本設(shè)計(jì)在分析了相關(guān)理論技術(shù)之后，側(cè)重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的OFDM基帶數(shù)據(jù)信號處理硬件平臺，可供OFDM技術(shù)理論研究和性能分析的使用。本文在介紹了移動通信技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，比較了多種硬件的實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，詳細(xì)討論

3、了OFDM系統(tǒng)的基本原理及性能，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，OFDM系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)加以研究，討論了幾種傳統(tǒng)的自適應(yīng)傳輸算法之后，著重研究一種最優(yōu)的離散分配算法，并對該算法用Matlab工具進(jìn)行仿真。通過對相關(guān)軟件開發(fā)平臺及802.lla協(xié)議深入了解，本設(shè)計(jì)將重點(diǎn)放在OFDM系統(tǒng)的數(shù)字基帶部分的FPGA實(shí)現(xiàn)上，提出了一個基于FPGA的OFDM基帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)方案。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的核心模塊，如信道編碼、交織、星座映射、處理模

4、塊。數(shù)據(jù)插入、IFFT下FT變換、循環(huán)前綴、指數(shù)調(diào)整等模塊及接收端的逆并對算法原理、代碼設(shè)計(jì)思路和FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，提出一種基于IP核的Ailantic接口的簡化接口模型用于獨(dú)自設(shè)計(jì)的模塊中，同時結(jié)合部分護(hù)核的使用以提高系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性，最終完成系統(tǒng)的軟件仿真和硬件調(diào)試，證明了設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。整個系統(tǒng)由超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)，利用Altera公司的Qu咖5n7.2軟件開發(fā)環(huán)境，在以Cyclon