变速率OFDM调制方案的设计与实现

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随着通信技术的发展,大数据量和高实时性的业务已经逐渐在移动通信中崭露头角。现代无线通信技术正沿着宽带化、高速化、智能化和综合化的方向迅速发展。随着用户对通信系统所提供服务的要求不断提高,以正交频分复用(OFDM)技术为代表的多载波调制技术由于具有强抗多径、抗频率选择性衰落的能力而倍受人们的关注,并已成为向B3G/4G通信演进过程中的关键技术之一。在长距离、高速的通信系统中,信道的时频特性呈现出相当恶劣的状况,因此在实际应用中,根据不同的信道状况,适当地改变OFDM调制系统的传输速度来保证通信系统的信息传送速率和可靠性就显得尤其重要。本文首先介绍了OFDM技术的发展及国内外研究现状,阐述了OFDM调制的原理。提出了在FPGA平台上运用认知无线电(CR)和软件无线电(SDR)技术实现变速率编码器、变速率交织器、多方式数字映射器、导频插入控制器、高效低资源占用量的IFFT处理器等核心模块的方案。在理论上保证了变速率OFDM调制系统的调制速率和信道纠错编码可根据信道状况动态调节,并使最高数据传输速率达到10Mbps。接着将理论方案结合FPGA开发平台的实际情况,制定出系统中所有模块的详细实现方案。并最终在Altera公司高性能、低功耗、低成本的CycloneⅢ系列FPGA平台上,用Verilog HDL实现。实现后的系统可以通过串行通信接口接收不同的配置数据,改变各子带的编码速率和数字映射方式。从而使该调制器以不同的数据速率工作,在实际应用中具有很大的灵活性和适应能力。由于OFDM系统支持在不同的子载波上采用不同的数字映射方式,以更好地适应实际信道的状况,从而高质量地传输业务。本文在前瞻性方面也简要地阐述了这一技术的实现方法,使得该调制器的设计具有很强的后续生命力。
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