基于fpga的ofdm通信系统基带研究与实现

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1、分类号：TN911．7UDC：621．39工学硕士学位论文密级：编号：2011168基于FPGA的OFDM通信系统基带研究与实现硕士研究生：高曙光指导教师：田野学科、专业：信号与信息处理沈阳理工大学2014年3月分类号：TN911．7UDC：621．39工学硕士学位论文IIlllllllllIlllllIY2553918密级：编号：2011168基于FPGA的OFDM通信系统基带研究与实现硕士研究生：高曙光指导教师：田野学位级别：工学硕士学科、专业：信号与信息处理所在单位：沈阳理工大学论文提交日期：2013年12月论文答辩日期：2014年03月学位授予单位：沈阳理工大学Classificati

2、onIndex：TN911．7U．D．C：621．39AThesisfortheMasterDegreeofEngineeringTheResearchandImplementationofOFDMBasebandSystemBasedonFPGACandidate：GaoShuguangSupervisor：Prof．TianYeAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：SignalandInformationProcessingDateofSubmission：December,2013DateofExamination：

3、March，2014University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：、电曙粕日期：多刀，乒年享月，护日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有

4、权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：七蠕U日期：∥Iy．弓Ⅲ指导教师签名：叼跻日期：加I石舢沈阳理工大学硕士学位论文摘要正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)作为一种多载波调制技术，它具有较高的频谱利用率，而且能够有效地对抗多径传播，消除符号间干扰和多径衰落。正是由于它的这些绝对性优势，国际电信联盟(ITU)

5、已将其确定为第四代(ForthGeneration，4G)移动通信系统(LTE．Advanced标准和WIMAX技术)中物理层的核心技术。与此同时，现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)以其自身体系结构的集成度高、逻辑资源丰富等优势，同样在无线通信系统的应用中占据了极其重要的地位。因此，本文将二者优势相结合，对基于FPGA的OFDM无线通信系统的基带进行了理论研究和实现。本文首先介绍了OFDM无线通信的基本原理和关键技术，分析了OFDM的优缺点与发展方向，并介绍了基于FPGA设计开发的基本原理、基本流程和硬件描述语言。随后，通过ISE与Verilog

6、-HDL的硬件编程实现了OFDM基带发送系统m序列的生成、基带调制、串并转换、添加循环前缀、IFFT等模块的功能，以及OFDM基带接收系统中高斯白噪声的加入、小数频偏的加入、定时同步、小数频偏估计、并串转换、FF'T、以及基带解调等模块的功能。在信号接收部分针对接收系统中最为主要的的定时同步环节，采用了两种不同训练符号的定时同步算法做了FPGA的实现。最后，对系统中各个模块分别在ISE环境下进行了综合实现以及ModelsimSE6．5b仿真软件中做了测试，从实验结果来看，基于OFDM的通信基带收发系统各部分模块工作正常，满足设计需要。同时，本设计方案采用了Xilinx公司的Virtex．6系列

7、ML．605开发板进行下载测试，在小数频偏估计部分给出了ChipScopePro在线测试结果，该部分测试的结果也反映了整个基带收发系统工作的有效性和正确性。与传统的Matlab仿真相比，本设计方案实验结果更贴近实际情况，同时，各模块的实现方案对OFDM无线通信系统收发机的设计具有一定的实践参考价值。关键词：OFDM；FPGA；基带；定时同步；频偏估计沈阳理工大学硕士学位论文AbstractOrth