ofdm调制解调模块的设计与实现

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1、OFDM调制解调模块的设计与实现0引言随着技术和器件水平的发展以及对高速和可靠传输的要求，OFDM技术应用越来越广泛，由于其具有高速数据传输能力、高效的频谱利用率和抗多径干扰等能力，成为通信的研究热点之一。在OFDM通信系统中，为实现高效信息的传输，可以采用多进制数字调制方式来传输数据符号。本文设计了一个用于OFDM通信系统的通用调制解词模块，采用了BPSK、QPSK、16QAM和64QAM四种调制方法，利掰共用ROM、共厢减法器等器件的方法，减少了电路规模和硬件资源消耗。此电路具有能够通过消息反馈机制来自动

2、调整调制方法的能力。1调制／解调子模块结构通用调制解调模块原理如图1所示。其中，选择子模块用来选择调制子模块和解调子模块采用的调制方法。子模块通过判别输出数据的误码率来返回信息给选择子模块，如果当前采用的调制方法的瀑码率较高，那么选择子模块就会自动调整采用其他的调制方法，达到采用最佳调制方法。在通用调制解调模块中，最主要的模块就是调制子模块和解调子模块。下面介绍这两个子模块的设计和实现。2设计分析在调制子模块和解调子模块的实现中，采用了四种调制方式：BPSK、QPSK、16QAM和64QAM。2.1调制方式分

3、析如图2所示，BPSK在实际实现时，将0映射为1，将1映射为-1，来完成映射。解调时，将数据进行一下逆转换即可。而QPSK具有4个星座位置，QPSK的映射为：00对应-1-li；01对应-1+li；10对应1-li；11对应1+li；并乘以归一化因子。解调时，只要进行相反的过程，并将0作为裁决电平，即可实现数据的解调恢复。16QAM由星座分布形状可以分为方形16QAM和非方形16QAM，方形16QAM的星座图如图2(c)。根据星座图实现时，将00映射为-1，01映射为-1／3，10映射为1，11映射为1／3；

4、解调时，采用的是硬判决的方法，根据星座点的位置将空间划分为16个区域，每个区域以星座点为中心，在判定时，落人某个区域的数就认为是相应星座。64QAM调制方式与16QAM相似，不过星座点更多，效率也更高，实现中的映射表也更大，同样，解调时也采用硬判决。实际中，BPSK是一种较为简单的MPSK，采用了一个ROM存储映射表，而QPSK由于采用4进制PSK调制，每种相位信号可表示两位二进制信息，其编码效率提高一倍，64QAM由于星座点较多，进行判决的次数也相应较多。2.2电路优化策略一般调制解调模块设计中，分别设计和

5、实现各种调制方式，然后用一个选择器来进行选择。但在各种调制方式的设计实现中，电路中许多器件都可以共用，将四种调制方式进行整合，达到电路优化设计是重点考虑的内容。具体优化设计策略如下：(1)整合ROM在调制子模块中，根据四种调制方式调制的映射表分析，BPSK和QPSK以及16QAM的映射表都不是很大，可以与64QAM的映射表进行整合，通过对映射表进行适当安排，合理的选择机制，可以实现一个ROM的调制子模块，改变以往需要四个ROM分别实现四种调制的方式。(2)整合寄存器、减法器和选择器BPSK和QPSK的解调较简

6、单，星座点较少，因此判决最后可以转换成映射关系。而16QAM和64QAM星座点较多，硬判决的区域判决需要一系列计算得出。实际判断时，将数据分为实部和虚部，分别进行判决。将实部(虚部)数据取模，然后和某星座点模值相减，将相减结果再取模与阈值相减进行比较，来判断是否属于该星座点。所以，16QAM和64QAM解调制时，可考虑共用进行数据运算所需的寄存器、数据选择器、减法器等器件。3模块设计由电路优化设计思想，调制子模块采用一个ROM来实现。调制子模块主要组成部分是存储映射表的ROM以及对ROM进行操作的控制器，其中

7、控制器根据选择的调制方式和输入的数据对ROM进行操作。3.1ROM中映射表编制如图3所示，设计了一个调制控制来选择ROM中的映射关系。基本思想是将四个ROM中的映射表整合到一个ROM中进行存储。但是不能将四张映射表简单的进行拼接，使得映射表的选择变得复杂，导致ROM的控制器变得庞大。    在编制映射表时，考虑到64QAM有64个映射关系，需要6位地址线的存储空间，而16QAM有16个映射关系，需要4位地址线的存储空间，因此，采用了将ROM的前64位置分配给64QAM，其后的16位置分配给160AM方法。由于

8、BPSK、QPSK的映射表可以蕴含在64QAM的映射表中，这样只需要在第七位地址线对64QAM和16QAM进行区分，这使得ROM控制器易于设计。3.2ROM控制器设计在ROM控制器中，根据ROM中映射表的安排，第七位地址线为0时对应于64QAM调制，地址线的前六位对应于输入数据；第七位地址线为1时对应于16QAM调制，地址线的前四位对应于输入数据。这样，根据前级输出中输入的调制方式和输入的数据，模块