基于FPGA的OFDM基带系统研究与设计

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随着无线通信技术的发展,通信系统的传输速率日益受到人们的广泛关注。高速率、安全地进行通信己经成为新一代移动通信系统发展的方向。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,将符号周期变长,在符号间插入保护间隔,最大限度地消除了移动通信中的符号间干扰和信道间干扰。作为一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术,成为新一代移动通信技术的核心技术之一。OFDM基带系统是整个OFDM传输系统中最主要的部分,本文从提高数据处理速率、抗干扰能力,降低硬件消耗等方面研究OFDM基带系统。首先,从理论上分析了OFDM技术的基本原理,以及传输过程中的信道编解码技术。在信道编码技术中,主要介绍了目前广泛应用的卷积码编解码技术。卷积码编码中分析了卷积码的表示方法、编码过程以及删余卷积码编码技术。在解码技术中重点研究了译码性能较好的Viterbi译码技术。然后,以无线局域网络中的802.11a标准为例,研究了OFDM基带信号处理中的各模块的实现方法及技术。以ALTERA公司的CycloneII系列EP2C8Q208C8芯片为基础,使用Verilog-HDL硬件描述语言,在FPGA仿真软件Quartus II9.0中对OFDM基带处理过程中的模块进行编程仿真。在正交调制模块的实现中,通过比较各种FFT算法的优缺点,选择了一种新的快速傅里叶变换(FFT)算法基-24FFT算法。最后,研究了各种二进制数的表示格式,通过比较选择了精度较高,实现简便的块浮点数据格式,减少了硬件资源消耗。
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