基于fpga基带自适应调制编码的研究

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1、中文摘要摘要随着通信技术的发展，宽带移动化已经成为通信领域的一个发展方向。IEEE802工作组先后制定了802．1l、802．16等技术规范。Wi．Fi技术在汽车行业、消费电子产品等领域已经得到了非常普遍的应用；在Wimax应用上，美国、日本等国家的运营商已经明确商用，虽然还没有大规模应用，但可以预见，信息传输速率更快的Wimax将得到广泛的应用。现场可编程门阵列(FieldProgrammbleGateArray，FPGA)具有极强的实时性和并行处理能力，可以实时的处理信号，并且具有开发周期短、设计灵活等特点，在无线通信中得

2、到了大量应用。802．16d支持多种调制和编码方式，本文按照802．16d空中接口规范物理层协议中的WirelessMAN—OFDM部分，设计了一种基于FPGA的基带自适应调制编码系统，可以根据反馈来的信道质量信息控制系统的工作方式：以卷积Turbo码(ConvolutionalTurboCodes，CTC)为信道编码方式，在信道条件较好的时候采用16QAM调制方式并结合较高的码率来提高信息传输效率；在信道质量较差的时候采用QPSK调制方式并结合较低的码率来保证传输质量。在Xilinx公司提供的ISEl0．1集成开发环境下，用

3、Verilog硬件描述语言完成了16QAM调制方式和QPSK调制方式下的卷积Turbo码、删余复用、比特交织和调制的模块设计，并在设计中采用了流水线结构，可以处理连续的数据流。本文讨论了几种自适应算法，考虑到硬件条件和实现复杂度，选择了基于信噪比门限的调度算法，用Modelsim6．0仿真工具对自适应调制编码系统进行了单元模块仿真和系统仿真，并在Xilinx公司的Vertex．IIPro系统开发板上进行了下载测试，用片内逻辑分析仪Chipscope对芯片中的实验数据进行采集，并结合仿真结果对测试结果进行了分析。仿真和测试结果表

4、明，该系统能够随着用户反馈的信噪比在不同的调制模式之间进行切换，各个模块均正常运行，实现了预期的自适应调制编码功能。关键词：自适应调制编码；IEEE802．1甜；卷积Turbo码；FPGA英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofcommunicationtechnologies，mobilebroadbandtechnologyhasbecomeadirectioninthefieldofcommunication．neIEEE802WorkingGrouphasformulatedtechnicals

5、pecificationssuch鹪802．11，802．16，etc．Wi—Fitechnologyintheautomotive‘industry,consunlerelectronicsandotherfieldshasbeenverypopular；FortheapplicationofWimax，operatorsincountriesliketheUnitedStates，Japan，etchavemadeitcleartocommercialuse，althoughwithoutlarge—scaleapplic

6、ations，butwecanpredictthatWimaxwithfasterinformationtransmissionwillbewidelyused．Fieldprogrammablegatearray(FieldProgrammbleGateArray,FPGA)havingcharacteristicofstrongreal—timeandparallelprocessingcapabilityCanprocesssignalintime，andhasfeatureslikeshortdevelopmentcy

7、cle，flexibledesign，etc．Soithasalargenumberofapplicationsinwirelesscommunications．802．16dsupportsavarietyofmodulationandcodingmodules，accordingtothepartofWirelessMAN-OFDMin802．16dAirInterfaceSpecificationPhysicalLayerProtocol，thisthisesdesignanFPGA—basedbasebandadapt

8、ivemodulationcodingsystem，basedonthefeedbackinformationofchannelquality,thesystemcontrolsitswayofworking：usingconvolutionalTurboCode(convo