基于頻譜聚合的OFDM試驗(yàn)系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著無線與移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸速率越來越高。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)能夠有效提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。同時(shí)，無線通信系統(tǒng)對(duì)帶寬能力的要求也越來越高，頻譜聚合(Spectrum Aggregation)技術(shù)將不連續(xù)的頻譜碎片聚合成完整的頻譜，能夠提高通信系統(tǒng)的信道容量。本文分析和研究了OFDM和頻譜聚合技術(shù)，設(shè)計(jì)其在短波信道中的試驗(yàn)系統(tǒng)方案，并對(duì)其相關(guān)通信接口和部分關(guān)鍵技術(shù)的 FPGA實(shí)現(xiàn)模式進(jìn)行了深入研究。

2、
　　本文基于通用的軟件無線電平臺(tái)(主要由1塊FPGA芯片和2塊DSP芯片構(gòu)成)，并通過串口和終端進(jìn)行數(shù)據(jù)和信令通信，研究并搭建了一個(gè)基于頻譜聚合技術(shù)的OFDM試驗(yàn)系統(tǒng)。通過這個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)基于OFDM的頻譜聚合技術(shù)在短波中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的研究、實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。
　　本文首先基于可實(shí)現(xiàn)性和使用較少硬件資源的原則，研究和設(shè)計(jì)了試驗(yàn)系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案，通過對(duì)3個(gè)實(shí)現(xiàn)方案(單DSP發(fā)送、雙DSP協(xié)同接收方案，單DSP交替收發(fā)奇偶幀方

3、案和單 DSP獨(dú)立收/發(fā)方案)的認(rèn)真對(duì)比、設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較低的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案——單DSP獨(dú)立收/發(fā)方案。
　　其次針對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)中FPGA芯片與外部通信相關(guān)的6個(gè)接口模塊分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。研究和實(shí)現(xiàn)了FPGA和高速RS232串口之間的通信接口模塊；基于通信接口模塊的可行性和正確性，研究和設(shè)計(jì)了FPGA和DSP之間的4個(gè)通信接口方案，通過 FPGA加以實(shí)現(xiàn)，并且每個(gè)接口模塊均通過實(shí)際的接口通信測試和驗(yàn)證。
　　定時(shí)模塊

4、能對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的收發(fā)狀態(tài)進(jìn)行同步控制，因此，本文研究和實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)系統(tǒng)的定時(shí)模塊，并采用兩級(jí)內(nèi)插和抽取的方式分別設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)系統(tǒng)中的數(shù)字上變頻和下變頻模塊。
　　最后，對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)直接中頻對(duì)接整體測試，同時(shí)運(yùn)用信道模擬器分別在高斯信道和典型衰落信道環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)性能的測試，并與Matlab理論仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析。通過相關(guān)的實(shí)際測試驗(yàn)證了基于頻譜聚合的OFDM試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用在短波信道條件中有較好的性能，證明了系統(tǒng)