基于FPGA的OFDM通信系統(tǒng)基帶研究與實現(xiàn).pdf

1、正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)作為一種多載波調(diào)制技術(shù)，它具有較高的頻譜利用率，而且能夠有效地對抗多徑傳播，消除符號間干擾和多徑衰落。正是由于它的這些絕對性優(yōu)勢，國際電信聯(lián)盟(ITU)已將其確定為第四代(ForthGeneration，4G)移動通信系統(tǒng)（LTE-Advanced標準和WIMAX技術(shù)）中物理層的核心技術(shù)。與此同時，現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProg

2、rammableGateArray,FPGA)以其自身體系結(jié)構(gòu)的集成度高、邏輯資源豐富等優(yōu)勢，同樣在無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用中占據(jù)了極其重要的地位。因此，本文將二者優(yōu)勢相結(jié)合，對基于FPGA的OFDM無線通信系統(tǒng)的基帶進行了理論研究和實現(xiàn)。
　　本文首先介紹了OFDM無線通信的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，分析了OFDM的優(yōu)缺點與發(fā)展方向，并介紹了基于FPGA設(shè)計開發(fā)的基本原理、基本流程和硬件描述語言。隨后，通過ISE與Verilog-HDL的硬

3、件編程實現(xiàn)了OFDM基帶發(fā)送系統(tǒng)m序列的生成、基帶調(diào)制、串并轉(zhuǎn)換、添加循環(huán)前綴、IFFT等模塊的功能，以及OFDM基帶接收系統(tǒng)中高斯白噪聲的加入、小數(shù)頻偏的加入、定時同步、小數(shù)頻偏估計、并串轉(zhuǎn)換、FFT、以及基帶解調(diào)等模塊的功能。
　　在信號接收部分針對接收系統(tǒng)中最為主要的的定時同步環(huán)節(jié)，采用了兩種不同訓練符號的定時同步算法做了FPGA的實現(xiàn)。最后，對系統(tǒng)中各個模塊分別在ISE環(huán)境下進行了綜合實現(xiàn)以及ModelsimSE6.5b仿

4、真軟件中做了測試，從實驗結(jié)果來看，基于OFDM的通信基帶收發(fā)系統(tǒng)各部分模塊工作正常，滿足設(shè)計需要。同時，本設(shè)計方案采用了Xilinx公司的Virtex-6系列ML-605開發(fā)板進行下載測試，在小數(shù)頻偏估計部分給出了ChipScopePro在線測試結(jié)果，該部分測試的結(jié)果也反映了整個基帶收發(fā)系統(tǒng)工作的有效性和正確性。與傳統(tǒng)的Matlab仿真相比，本設(shè)計方案實驗結(jié)果更貼近實際情況，同時，各模塊的實現(xiàn)方案對OFDM無線通信系統(tǒng)收發(fā)機的設(shè)計具有一