基于fpga的ofdm通信系統(tǒng)基帶研究與實(shí)現(xiàn)

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1、分類號(hào)：TN911．7UDC：621．39工學(xué)碩士學(xué)位論文密級(jí)：編號(hào)：2011168基于FPGA的OFDM通信系統(tǒng)基帶研究與實(shí)現(xiàn)碩士研究生：高曙光指導(dǎo)教師：田野學(xué)科、專業(yè)：信號(hào)與信息處理沈陽理工大學(xué)2014年3月分類號(hào)：TN911．7UDC：621．39工學(xué)碩士學(xué)位論文IIlllllllllIlllllIY2553918密級(jí)：編號(hào)：2011168基于FPGA的OFDM通信系統(tǒng)基帶研究與實(shí)現(xiàn)碩士研究生：高曙光指導(dǎo)教師：田野學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：信號(hào)與信息處理所在單位：沈陽理工大學(xué)論文提交日期：2013年12月論文答辯日期：2014年03月學(xué)位授予單位：沈陽理工大學(xué)Classificati

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

3、March，2014University：ShenyangLigongUniversity沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者(簽字)：、電曙粕日期：多刀，乒年享月，護(hù)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解沈陽理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：沈陽理工大學(xué)有

4、權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)沈陽理工大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：七蠕U日期：∥Iy．弓Ⅲ指導(dǎo)教師簽名：叼躋日期：加I石舢沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)作為一種多載波調(diào)制技術(shù)，它具有較高的頻譜利用率，而且能夠有效地對(duì)抗多徑傳播，消除符號(hào)間干擾和多徑衰落。正是由于它的這些絕對(duì)性優(yōu)勢(shì)，國際電信聯(lián)盟(ITU)

5、已將其確定為第四代(ForthGeneration，4G)移動(dòng)通信系統(tǒng)(LTE．Advanced標(biāo)準(zhǔn)和WIMAX技術(shù))中物理層的核心技術(shù)。與此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)以其自身體系結(jié)構(gòu)的集成度高、邏輯資源豐富等優(yōu)勢(shì)，同樣在無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用中占據(jù)了極其重要的地位。因此，本文將二者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，對(duì)基于FPGA的OFDM無線通信系統(tǒng)的基帶進(jìn)行了理論研究和實(shí)現(xiàn)。本文首先介紹了OFDM無線通信的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，分析了OFDM的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展方向，并介紹了基于FPGA設(shè)計(jì)開發(fā)的基本原理、基本流程和硬件描述語言。隨后，通過ISE與Verilog

6、-HDL的硬件編程實(shí)現(xiàn)了OFDM基帶發(fā)送系統(tǒng)m序列的生成、基帶調(diào)制、串并轉(zhuǎn)換、添加循環(huán)前綴、IFFT等模塊的功能，以及OFDM基帶接收系統(tǒng)中高斯白噪聲的加入、小數(shù)頻偏的加入、定時(shí)同步、小數(shù)頻偏估計(jì)、并串轉(zhuǎn)換、FF'T、以及基帶解調(diào)等模塊的功能。在信號(hào)接收部分針對(duì)接收系統(tǒng)中最為主要的的定時(shí)同步環(huán)節(jié)，采用了兩種不同訓(xùn)練符號(hào)的定時(shí)同步算法做了FPGA的實(shí)現(xiàn)。最后，對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)模塊分別在ISE環(huán)境下進(jìn)行了綜合實(shí)現(xiàn)以及ModelsimSE6．5b仿真軟件中做了測(cè)試，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，基于OFDM的通信基帶收發(fā)系統(tǒng)各部分模塊工作正常，滿足設(shè)計(jì)需要。同時(shí)，本設(shè)計(jì)方案采用了Xilinx公司的Virtex．6系列

7、ML．605開發(fā)板進(jìn)行下載測(cè)試，在小數(shù)頻偏估計(jì)部分給出了ChipScopePro在線測(cè)試結(jié)果，該部分測(cè)試的結(jié)果也反映了整個(gè)基帶收發(fā)系統(tǒng)工作的有效性和正確性。與傳統(tǒng)的Matlab仿真相比，本設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近實(shí)際情況，同時(shí)，各模塊的實(shí)現(xiàn)方案對(duì)OFDM無線通信系統(tǒng)收發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)踐參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：OFDM；FPGA；基帶；定時(shí)同步；頻偏估計(jì)沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractOrth