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在无线信道中,可靠、高速的传输数据是无线通信的目标和要求。而OFDM技术具有抗多径时延、抗信道衰落、频谱利用率高和硬件实现简单的特点,近年来获得了广泛的应用,并且有望成为4G的核心技术。同时,由于无线信道具有复杂、多变的特点,为了获得无线通信系统的最佳性能,需要建立软硬件仿真平台为通信系统的设计提供指导,并且通过建立这个平台为新算法在实际通信系统中的应用提供测试手段。
本文首先详细介绍了OFDM的原理和用Simulink仿真软件设计的瑞利无线信道OFDM基带仿真系统模型。在该模型上,分别测试了LDPC编码与RS编码、QPSK与16-QAM信道映射对信噪比的影响;同时也对本文提出的一种基于PN训练队列的信道估计方法进行了测试,验证其效果好于传统的LS、MMSE方法。本文在该OFDM基带仿真模型上获得了大量数据,为实际通信系统设计的取舍提供了依据。
其次在FPGA上仿真了OFDM硬件实现中最关键的模块——FFT处理器。本文设计的FFT处理器采用流水线和并行处理技术,在64个时钟周期完成64点复数定点FFT运算,可以满足OFDM系统的需要。
最后,在OFDM仿真模型和FFT处理器的基础上,本文在FPGA上仿真了一个OFDM基带调制模块。该模块中除了包括FFT模块外,还有串并转换、RS编码、QPSK映射和添加循环前缀等模块。由于采用三级流水线处理速度达到17Mbits/s,可以满足实际应用的需要。该仿真模块为整个OFDM硬件系统的实现和基带ASIC的设计打下了基础。