基于FPGA的OFDM通信系统基带研究与实现

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:LUOMINGGANG818
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为一种多载波调制技术,它具有较高的频谱利用率,而且能够有效地对抗多径传播,消除符号间干扰和多径衰落。正是由于它的这些绝对性优势,国际电信联盟(ITU)已将其确定为第四代(Forth Generation,4G)移动通信系统(LTE-Advanced标准和WIMAX技术)中物理层的核心技术。与此同时,现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array, FPGA)以其自身体系结构的集成度高、逻辑资源丰富等优势,同样在无线通信系统的应用中占据了极其重要的地位。因此,本文将二者优势相结合,对基于FPGA的OFDM无线通信系统的基带进行了理论研究和实现。本文首先介绍了OFDM无线通信的基本原理和关键技术,分析了OFDM的优缺点与发展方向,并介绍了基于FPGA设计开发的基本原理、基本流程和硬件描述语言。随后,通过ISE与Verilog-HDL的硬件编程实现了OFDM基带发送系统m序列的生成、基带调制、串并转换、添加循环前缀、IFFT等模块的功能,以及OFDM基带接收系统中高斯白噪声的加入、小数频偏的加入、定时同步、小数频偏估计、并串转换、FFT、以及基带解调等模块的功能。在信号接收部分针对接收系统中最为主要的的定时同步环节,采用了两种不同训练符号的定时同步算法做了FPGA的实现。最后,对系统中各个模块分别在ISE环境下进行了综合实现以及Modelsim SE6.5b仿真软件中做了测试,从实验结果来看,基于OFDM的通信基带收发系统各部分模块工作正常,满足设计需要。同时,本设计方案采用了Xilinx公司的Virtex-6系列ML-605开发板进行下载测试,在小数频偏估计部分给出了ChipScope Pro在线测试结果,该部分测试的结果也反映了整个基带收发系统工作的有效性和正确性。与传统的Matlab仿真相比,本设计方案实验结果更贴近实际情况,同时,各模块的实现方案对OFDM无线通信系统收发机的设计具有一定的实践参考价值。
其他文献
近年来,随着通信系统日趋复杂,对天线的要求日益提高,而随着频谱资源越来越紧张,做一款能够涵盖诸多系统的宽频天线势在必行。双工器主要用于射频前端,是一种特殊的双向三端口滤波
延时/中断可容忍网络(DTN,Delay/Disruption Tolerant Network)具有灵活的组网方式和高容错率等特点,因此该网络被广泛地应用于星际互联通信、移动车载网络、军用战场通信、灾
阵列信号处理是信号处理领域中一个重要的研究方向。阵列信号处理的研究主要分为波束形成与空间谱估计两个方向,而波束形成算法又可分为两类:统计性算法和确定性算法。本文的
Hadoop所具有的并行化处理对开发者透明的优点,使其成为当前应用最广泛的云计算平台。但Hadoop平台下的各项技术还处于完善阶段,其中代表性的有MapReduce参数配置和分布式连接
无线传感器网络作为一种感知动态网络,它是由检测区域分布的大量传感器节点组成,是一种多跳的自组织网络,用来进行信息的感知、采集和处理。无线传感器在人类生活中越来越体现其
随着高速铁路的发展,在高铁通信系统中,人们对通信服务质量提出了更高的要求。无线信道作为通信系统中信息传递的一种重要媒介,是通信系统的重要组成部分,为了更好地研究通信
WLAN作为一项宽带无线接入技术,已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。大规模快速增长的WLAN网络和终端设备使得WLAN的干扰问题越发凸显,并导致WLAN网络覆盖下的服务质量和
随着现今社会信息化进程的加深,人类获取信息的方式也愈加趋于多样化,其中,基于图像的信息获取方式因其独有的直观、形象的优势而在此进程中扮演着重要的角色。然而,由于成像系统
随着无线通信技术的快速发展,不断增长的数据传输速率与有限的频谱资源之间的矛盾成为无线通信研究的一个挑战。多输入多输出(MIMO)技术作为可以显著提高系统频谱利用率和信
Turbo码以其非常优异的译码性能广泛应用于现代通信系统中。然而在CPU上仿真实现的Turbo码译码因为其繁复的译码算法,存在较大延迟。针对这个问题,本文研究了不同的方案。本