基于IEEE802.16e的OFDM调制和解调的FPGA设计与实现

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正交频分复用(OFDM)技术因频谱利用效率高、抗频率选择性衰落强,而成为当今高速无线通信领域中的研究与应用热点,是新一代无线网络的主要空中接口技术。   本论文主要研究基于IEEE802.16e标准的OFDM基带系统模块在FPGA上的设计、实现与改进。本文主要内容分为三部分:   第一部分:WiMAX系统中基带处理部分关键技术理论和原理样机结构介绍。首先,介绍了OFDM的基本原理,以及基于IEEE802.16e标准。并对WiMAX系统的信道编码和OFDM调制解调技术做了介绍,并给出了基于IEEE802.16e标准的OFDM参数;最后,介绍了整个WiMAX原理样机的结构和各个子系统情况。   第二部分:设计与实现。首先,详细介绍了改进的交织编码与解码器的FPGA设计与实现的过程,以及改进后交织的优点;其次,详细介绍了OFDM调制解调的FPGA设计实现过程,包括:串并转换/并串转换、16QAM调制/解调、插入导频与添零、IFFT/FFT、加循环前缀/去循环前缀,并通过QuartusⅡ软件进行了仿真,对仿真结果分析,验证了设计的正确性。   第三部分:芯片验证。将已经设计完成的OFDM调制解调和改进后交织解交织模块与FEC部分整合为完整的FPGA子系统,并下载到基带电路板的Altera公司CycloneⅢ系列FPGA芯片EP3C25Q240C8N上进行测试,在基带电路板上验证了本设计的正确性。   本文主要对现有原理样机进行了改进,优化了交织与解交织模块的功能,使FPGA资源得到充分利用。采用FPGA实现了OFDM调制与解调部分,降低了DSP处理数据的复杂度,提高了系统数据的吞吐率,在很大程度上优化了原理样机的性能。
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