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《OFDM基帶通信系統(tǒng)部分模塊的FPGA實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中國科技論文在線http://www.paper.edu.cnOFDM基帶通信系統(tǒng)部分模塊的FPGA實現(xiàn)*王坤明，謝剛，劉元安（北京郵電大學(xué)無線電技術(shù)與電磁兼容實驗室，北京100876）摘要：本文首先簡單介紹了OFDM無線通信系統(tǒng)基帶的FPGA設(shè)計，然后對其中的卷積編譯碼模塊，星座映射/解映射模塊以及OFDM調(diào)制/解調(diào)模塊進行了深入的研究，在ISE開發(fā)平臺上基于Verilog語言，利用FPGA實現(xiàn)上述模塊，最后利用FPGA與MATLAB結(jié)合的半實物驗證平臺聯(lián)調(diào)和驗證系統(tǒng)的有效性。關(guān)鍵詞：OFDM；FPGA；Verilog；卷積碼
2、；星座映射中圖分類號：TN914ImplementofmodulesofOFDMbasebandCommunicationSystemBasedonFPGAWangKunming,XieGang,LiuYuanan(WirelessCommunications&EMCLaboratory,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876)Abstract:Inthispaper,abrieflyintroducesofdesignofOFDMwirelessc
3、ommunicationsystembasedonFPGAisgivenfirstly,then,intensiveresearchandimplementbasedonFPGAaccordingtoVeriloglanguageupontheISEdevelopmentplatformisproposedintheconvolutioncodinganddecodingmodule,constellationmappingandde-mappingmodule,andOFDMmodulationanddemodulationm
4、odule.Finally,asemi-physicalverificationplatformconsistofFPGAandMATLABisproposedandusedtoverifythevalidityofthesystemdesigned.Keywords:OFDM;FPGA;verilog;convolutioncode;constellationmapping0引言當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議引領(lǐng)了無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新革命，不斷提升的速度優(yōu)勢滿足了人們對于高速無線接入的迫切要求，其中OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)所引起的作用日益顯
5、著。隨著FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）、信號處理和通信技術(shù)的發(fā)展，OFDM的應(yīng)用越來越受重視。[1]在此情況下，以O(shè)FDM技術(shù)為核心實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)應(yīng)運而生。FPGA是一類高集成度的可編程邏輯器件，起源于美國的Xilinx公司。FPGA芯片以編程方便、集成度高、速度快、價格低等特點在通訊領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，特別是在無線通信領(lǐng)[2]域里，由于具有極強的實時性，使其對信號進行實時處理成為可能。在無線通信系統(tǒng)里，信道編碼是為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和[3]干擾而專門設(shè)計的一類抗干擾技術(shù)與方法；星座映射是同時利用幅
6、度和相位等攜帶信息，[3]提高頻率利用率；多載波調(diào)制是OFDM的基本技術(shù)和顯著特點，能有效的避免載波間干[4]擾以及頻率選擇性衰落。因此，對于OFDM基帶通信系統(tǒng)而言，這三大模塊有著不可或缺的重要意義。1OFDM無線基帶傳輸系統(tǒng)整體設(shè)計作者簡介：王坤明，（1985-），男，北京郵電大學(xué)碩士研究生，專業(yè)是通信與信息系統(tǒng)，從事算法及其硬件實現(xiàn)的研究.E-mail:forever_lion_red@sina.com-1-中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn圖1基于FPGA的OFDM基帶通信系統(tǒng)整體框圖圖1是O
7、FDM無線基帶通信系統(tǒng)的FPGA設(shè)計整體框圖。上半部分是發(fā)送端的基本框圖，下半部分是接收端的基本框圖。本文完成的是其中卷積編譯碼，QAM星座映射/解映射和FFT/IFFT調(diào)制模塊的獨立設(shè)計實現(xiàn)以及總體聯(lián)調(diào)的設(shè)計實現(xiàn)。2卷積編碼和維特比譯碼的設(shè)計與實現(xiàn)2.1卷積編碼設(shè)計與實現(xiàn)卷積碼是Elias在1955年提出的，它是分組碼，但它的監(jiān)督碼元不僅與本組的信息碼元有關(guān)，而且還與前若干組的信息元有關(guān)。卷積碼前后碼組存在相關(guān)性，同樣編碼成n比特數(shù)據(jù)，所需的k和n就較小，并且可以通過串行或并行的方式進行傳輸，時延很小，而且這種碼糾錯能力強，不
8、僅可糾正隨機差錯，并可糾正突發(fā)差錯。卷積碼根據(jù)需要可以有不同的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的糾錯能力，但編碼規(guī)律是相同的。圖2(2,1,7)卷積編碼器圖2所示為本設(shè)計中所用的卷積編碼器生成結(jié)構(gòu)圖，其中生成多項式為G0=()1338和G1=()1718，約束長度為6，碼率為R=1/
