文档介绍：毕业设计(论文)
题目 OFDM调制器及其FPGA的实现
学院(全称) × × × × ×
专业、年级×××××
学生姓名× × 学号××××
指导教师×××
论文评阅人
××××大学
2011年
前言
电力线通信是指以电力线为传输媒介进行数据传送和信息交换。随着调制技术、传输技术和信号处理技术的进步,电力线通信技术不断发展,调制技术从传统的单载波调制发展到多载波调制,传输速率有了显著提高。目前,电力线通信已经进入高速时代,由于电力线通信不需重新布线,成本低廉等优点,在智能家庭网络和宽带接入等领域受到了极大的关注。对于该系统,在各种扩频调制方式中,由于采用OFDM调制具有较高的传输速率、更有效的频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力,再加上前向纠错交叉纠错,自动重发和信道编码等技术来保证信息传输的稳定可靠因而成为电力线网应用的主导通信方式。因此OFDM是实现高速低压电力线通信的一种新的调制技术,它是一种多载波调制技术,同时也是一种复用技术。它利用多个相互正交的子载波来传送信息,不但大大提高了频谱利用率,同时也有效克服了低压电力线信道中的频率选择性衰落和多径时延,实现了高速、可靠的数据通信。因此,对OFDM及其在低压电力线通信中的应用进行深入研究具有非常重要的现实意义。
OFDM系统不仅可以增加系统容量,更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求,将包括语音、数据、图像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。因此,OFDM作为一种可以有效对抗符号间干扰(ISI)的高速传输技术,适合于高速的无线数据传输系统,具有广阔的市场前景,被广泛地应用于电力线网、无线局城网、DAB,DVB以及HDTV等系统中。
OFDM是一种特殊的多载波传输方案,可以看作是一种调制技术,也可以被认为是一种复用技术,它是通过串并转换把高速串行数据分散到N个正交的子载波上进行传输,这样就使各个子载波的符号速率可以减为高速数据符号速率/N,子载波的符号持续时间可以增大为串行数据符号的N倍,可以减少符号间干扰的影响,还采用插入循环前缀来克服符号间干扰,由于OFDM把信道分成N个子信道,每个子信道的频率响应比较平坦,因而可以很好的克服频率选择性衰落。N个子载波是正交的,允许子载波频谱相互混叠,所以OFDM还具有很高的频谱利用率。
近年来,随着FPGA及DSP芯片技术的发展,快速傅立叶变换/反变换、高速Modem采用的64/128/256QAM技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护时段、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入,使OFDM得到了很大发展,被许多宽带无线标准所采用作为物理层的调制和复用技术,如欧洲的数字音频广播(
DAB),数字视频广播(DVB-T)以及欧洲的HIPERLAN,无线局域网(WLAN),以及2003年4月公布的无线城域网(WMAN)。
本文首先介绍了课题产生背景、电力线通信的基本情况,并介绍了OFDM系统的发展现状以及OFDM技术应用于低压电力线通信的优势。其次介绍了OFDM系统的基本原理和技术实现,OFDM的关键技术包括同步技术、信道估计、均峰均比问题和均衡等。然后介绍了基于OFDM的调制器技术,逐步介绍了OFDM调制器原理、调制器的系统模型和系统帧格式,并针对DBPSK/DQPSK映射、保护间隔和循环前缀、加窗技术进行了详细的介绍。最后对OFDM调制器进行设计仿真,分别通过Matlab和Verilog 硬件描述语言对OFDM调制器进行系统仿真,并对两种仿真结果进行了对比验证。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章绪论 1
1
1
OFDM技术的发展 2
OFDM技术应用于低压电力线通信的优势 3
第2章 OFDM技术基础 5
OFDM的基本原理 5
OFDM技术的实现 6
OFDM系统的关键技术 7
7
信道估计 8
降低峰值平均功率比 8
均衡 9
小结 9
第3章 OFDM调制器技术 10
OFDM调制原理 10
OFDM调制器的基本结构 11
DBPSK/DQPSK映射 11
保护间隔和循环前缀 12
加窗技术 13
IFFT运算 14
OFDM系统的帧格式 15
前导 15
帧控制头 16
数据段 16
小结 16
第4章 OFDM调制器的MTALAB仿真 18
OFDM调制器的系统模型 18