WiMAX自適應(yīng)編碼調(diào)制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、著名的市場(chǎng)調(diào)查公司RNCOS在一份題為“WiMAX市場(chǎng)預(yù)測(cè)(2006-2010)”的最新報(bào)告中對(duì)未來五年內(nèi)WiMAX市場(chǎng)做出了全面分析報(bào)道，并稱到2009年亞太區(qū)域的WiMAX用戶將達(dá)到378萬，占據(jù)全球44％的WiMAX用戶市場(chǎng)。基于OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的WiMAX技術(shù)無疑成為了當(dāng)前無線通信領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的熱點(diǎn)。 本文以中科院上海無線通信研究中心的WiM

2、AX基帶FPGA原型系統(tǒng)研制項(xiàng)目為背景，對(duì)WiMAX自適應(yīng)調(diào)制編碼系統(tǒng)進(jìn)行了算法研究、性能仿真測(cè)試和基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)。著重闡述了整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架中的兩個(gè)復(fù)雜算法模塊—Reed-Solomon糾刪糾錯(cuò)譯碼器模塊以及256點(diǎn)基四FFT/IFFT模塊—的算法選擇、優(yōu)化以及硬件電路的具體實(shí)現(xiàn)策略。 在第二章中，首先討論了WiMAX基帶編碼調(diào)制系統(tǒng)構(gòu)架，并指出本文重點(diǎn)描述的兩個(gè)復(fù)雜算法模塊(Reed-Solomon碼和Radix-4FF

3、T/IFFT)在整個(gè)系統(tǒng)中的位置。然后，按照框架中給出的順序詳細(xì)描述了該編碼調(diào)制系統(tǒng)其它模塊的硬件設(shè)計(jì)方案，包括數(shù)據(jù)分組模塊、隨機(jī)化編碼模塊、前向糾錯(cuò)碼模塊、交織模塊、映射模塊、導(dǎo)頻與前導(dǎo)模塊、增添/去除保護(hù)間隔模塊等。其中的每一小節(jié)都分發(fā)射端和接收端兩部分對(duì)模塊實(shí)現(xiàn)的原理、IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)中的定義和硬件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行描述。最后，針對(duì)該硬件設(shè)計(jì)整體方案的具體算法，使用MATLABSIMULINK對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真測(cè)試，給出了測(cè)試系

4、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)試結(jié)果及結(jié)果分析。 在第三章中，首先闡述了Reed-Solomon碼的基本概念、相關(guān)的有限域的概念以及實(shí)現(xiàn)有限域內(nèi)編解碼的基礎(chǔ)—有限域加法和乘法的高效實(shí)現(xiàn)。然后，分編碼器和譯碼器兩大部分詳細(xì)闡述了具體的算法選擇和VLSI高效設(shè)計(jì)。糾刪糾錯(cuò)譯碼器則是本文算法設(shè)計(jì)方面的重點(diǎn)，分模塊詳細(xì)闡述了譯碼算法的原理、本設(shè)計(jì)對(duì)傳統(tǒng)算法設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及針對(duì)IEEE802.16d標(biāo)準(zhǔn)中自適應(yīng)編碼要求所做出的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后，詳細(xì)討論了測(cè)試該

5、糾刪糾錯(cuò)譯碼器性能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；使用StratixⅡEP2S60芯片，Agilent的1682A邏輯分析儀得到的譯碼器性能分析；以及與文獻(xiàn)中所實(shí)現(xiàn)的相似類型譯碼器性能的比較。 在第四章中，首先闡述了基四FFT/IFFT設(shè)計(jì)算法選擇理由，以及所選擇的基四按時(shí)域抽取算法的原理。然后，在硬件實(shí)現(xiàn)方面，著重闡述了幾個(gè)主要算法模塊的電路原理和結(jié)構(gòu)，如地址發(fā)生器及旋轉(zhuǎn)因子的產(chǎn)生模塊、復(fù)數(shù)乘法電路以及快浮點(diǎn)電路。最后給出了使用StratixⅡ芯