文档介绍：硕士专业学位论文
论文题目 OFDM 通信系统调制解调器的研究及其 FPGA 实现
The Research and the FPGA Realization of OFDM
munication Modem
研究生姓名夏斌
指导教师姓名吕建平
专业名称电子与通信工程
研究方向信号检测与智能控制
论文提交日期 2010-10-20
OFDM 通信系统调制解调器的研究及其 FPGA 实现中文摘要
OFDM 通信系统调制解调器的研究及其 FPGA 实现
中文摘要
正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,具有多种特点,适合无
线通信的高速化、宽带化及移动化的需求。
本文首先描述了 OFDM 技术的基本原理。对 OFDM 的调制解调以及其中涉及的
特性和关键技术等做了理论上的分析;针对 OFDM 中的信道估计技术,分析了基于
FFT 级联的信道估计理论和基于联合最大似然函数的半盲分组估计理论,在此基础上
详细研究描述了用于 OFDM 系统的迭代的最大似然估计算法,并利用 Matlab 做了相
应的仿真比较,验证了它们的有效性。使用 Matlab 中 Simulink 工具构建的系统仿真
平台还对 OFDM 系统在多径衰落、高斯白噪声等多种不同的模型参数下进行了仿真,
并给出了数据曲线,通过分析结果可正确评价 OFDM 系统在多个方面的性能。
本文设计并实现了基于 FPGA 的 OFDM 调制解调系统。对于设定了的合理参数,
从调制器和解调器的具体组成模块入手,对串/并转换,QPSK 映射,过采样处理,插
入导频,添加循环前缀,IFFT/FFT,帧同步检测等各个模块进行硬件设计,详细介绍
了各个模块的设计和实现过程,并给出了相应的仿真波形和参数说明。其中,针对定
点运算的局限性,为系统设计并自定义了 24 位的浮点运算格式,以此参与傅立叶反
变换和傅立叶变换的运算,在系统参数允许的范围内,提高了系统运算精度;然后针
对原始快速傅立叶变换 FPGA 实现算法运算空闲时间过多,资源占用较大的问题,重
点描述了基于 FPGA 的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现,提出了带有流
水作业功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案,运用结果能满足系
统参数的需求。最后以理论分析为依据,对整个 OFDM 的基带处理系统进行了系统
调试与性能分析,证明了设计的可行性。
关键词:无线城域网,OFDM,FPGA,基带处理,FFT/IFFT
作者:夏斌
指导老师:吕建平
I
Abstract The Research and the FPGA Realization of OFDM munication Modem
The Research and the FPGA Realization of
OFDM munication Modem
Abstract
Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) is a kind of digital modulation
technology of multi-carriers which has many characteristics. It is suitable for the demand
of the wireless munications in high speed, broad band and mobility.
This paper first describes the OFDM fundamental principle. For OFDM modulation,
demodulation, characteristic and key technologies, it analyses them on theory and shows
the more advantage than other modulating technology. Aim at channel estimation, deeply
analyzes FFT-based cascade one-dimensional channel estimation algorithms and united
iterative maximum likelihood semi-blind estimation algorithms, based on it, iterative
maximum likelihood estimation algorithms is al