基于fpgaofdm调制解调器设计和实现

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1、硕十学位论文基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现摘要正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术，具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强、成本低等特点，适合无线通信的高速化、宽带化及移动化的需求，将成为下一代无线通信系统(4G)的核心调制传输技术。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，指出了OFDM区别于其他调制技术的巨大优势；然后针对OFDM中的信道估计技术，深入分析了基于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

2、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。而后，在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台。在此平台上，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。在综合了OFDM的系统架构和仿真分析之后，设计并实现了基于FPGA的OFDM调制解调系统。首先根据802．16协议和OFDM系统的具体要求，设定了合理的参数；然后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

3、，过采样处理，插入导频，添T硕+学位论文基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现加循环前缀，IFFT倒盯，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，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，充分利用了有限资源，提高了系统运算精度；然后重点描述了基于FPGA的快速傅立叶变换算法的改进、优化和设计实现，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，提出了带有流水作业

4、功能、资源占用较少的快速傅立叶变换优化算法设计方案，使之运用于OFDM基带处理系统当中并加以实现，结果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。综上所述，本文完成了一个基于FPGA的OFDM基带处理系统的设计、仿真和实现。本设计为OFDM通信系统的进一步改进提供了大量有用的数据。【关键字】无线城域网，0FDM，FPGA，基带处理，FFT／IFFTIl硕十学位论文基于FPGA的OFDM调制解调器的设计与实现THEDESIGNANDIMPLEMENl陵TIONOFOFDMM

5、ODEMBASEDONFPGAABSTRACTOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM)isakindofdigitalmodulationtechnologyofmulti—carderswhichhasmanycharacteristicssuchashigherspectrumefficiency,strongerabilityofanti-multi-pathinterferenceandlowercost．Itissuitableforthedemandofthewirelesscom

6、municationsinhighspeed，broadbandandmobility,andwillbecomethepivotalmodulationandtransmissiontechnologyofthenextgenerationwirelesscommunications(4G)．ThispaperdescribestheOFDMfundamentalprinciplefirstly．ForOFDMmodulation，demodulation，characteristicandkeytechnologies，itanalyse

7、sthemontheoryandshowsthemoreadvantagethanothermodulatingtechnology．Aimatchannelestimation，deeplyanalyzesFFT-basedcascadeone-dimensionalchannelestimationalgorithmsandunitediterativemaximumlikelihoodsemi—blindestimationalgorithms，basedonit，iterativemaximumlikelihoodestimation

8、algorithmsisalsodescribedandcomparedbyMatlab，bothofthemarevalidated．Andthen，OFDMsy