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摘要正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequeney Division Multiplexing)技术作为一种特殊多载波传输技术，不仅可以很好地对抗窄带干扰和频率选择性衰落，而且其子信道频谱互相重叠特性可以解决频谱资源低效利用的问题，因此OFDM技术目前已成为第四代移动通信技术的核心技术。26990
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本文首先介绍了OFDM系统的发展历史、现状、特点和基本原理，然后学习了IEEE802.11a协议，在此基础上进行了基于FPGA的OFDM通信系统发送部分方案的详细设计。在XILINX的开发环境下,采用Verilog语言进行了长短训练序列、16QAM映射、IFFT/FFT调制、循环前缀与加窗处理以及主控单元等系统的模块的设计，采用Modelsim SE10.1a和Matlab2012b等仿真工具对系统进行局部、系统仿真.
仿真和测试结果表明:所设计的OFDM系统发射部分能够完成各个子模块的功能和系统功能,各个子模块和整体系统软件仿真、下载测试结果完全正确。
关键词 OFDM FPGA IFFT/FFT 加窗 循环前缀
毕业论文设计说明书外文摘要
Title OFDM baseband communication system design based on FPGA
Abstract
As a special multi carrier transmission technology ,OFDM (orthogonal frequency pision multiplexing) technology,can not only fight against narrowband interference and frequency selective fading well and the sub channel spectrum overlapping characteristics can solve the problem of inefficient use of spectrum resources, so OFDM technology has become the core technology of the fourth generation of mobile communication technology.
In this paper, the history of OFDM system development, current situation, characteristics and basic principle is introduced firstly, then the IEEE802.11a protocol is shown .Transmit part of OFDM communication system based on the details is designed. Under the Xilinx development environment , Verilog language is used to design short and long training sequences, 16QAM mapping, FFT / IFFT modulation, cyclic prefix , adder window and main control unit system module design. Simulation tools such as Modelsim SE10.1a and Matlab2012b are used in local and system simulation of the system.
Simulation and test results show that the design of OFDM system transmitting part can complete the function of the system and the function of each sub module,and the results of simulation and download test of the sub modules and overall system are completely correct.
Keywords OFDM FPGA IFFT/FFT Window Cyclic prefix
目 次
1 绪论 1
1.1课题的研究背景及意义1
1.2 OFDM系统的发展历史、现状与前景1
1.3 论文主要工作以及结构安排2
2 OFDM通信系统的基本原理与关键技术3
2.1 OFDM技术的工作原理 3
2.2 OFDM系统的数学模型 3
2.3 OFDM 的关键技术 6
2.4本章小结7
3 OFDM通信系统基带发送系统设计与分析 8
3.1 系统总体方案设计8
3.2系统控制单元设计 12
3.3 OFDM前导序列设计16
3.4 映射与载波调制设计21
3.5 循环前缀和加窗设计30
4 系统仿真测试与结果分析34
4.1 系统控制单元仿真测试与结果分析34
4.2 前导序列单元仿真测试与结果分析34
4.3 映射调制单元仿真测试与结果分析36
结论 38
致谢 39
参考文献40
1 绪论
1.1课题的研究背景及意义
在这个信息轰炸的数字化时代，人们对于信息的需求日益增大，但是同时也面临一个问题，如果当信号带宽不断增大，直到接近或者超过信道的相关带宽时，这样造成的后果就是频率选择性衰落，码间干扰就出现了。在一段时间以前，一般用自适应均衡器，但是随着传输的数据越来越多，速度越来越高时，就不得不使用大抽头系数的自适应均衡器，自然而然地就会大大增加硬件支持设备数量和处理成本。而当代人们对于此的需求不可能消减，所以这两者之间是存在很大的矛盾的。面对这个矛盾，OFDM技术的出现无疑提供了很大的希望。研究发现，OFDM系统不仅频道利用率非常高，而且还能有效地对抗多径效应的影响，所以OFDM技术的应用会越来越广泛。