基于802.11a的OFDM基带发送处理系统设计与FPGA实现

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无线局域网,即"最后一百米"的无线接入解决方案,采用无线电波作为传输方式,它的出现弥补了有线网络的不足。和有线网络相比较,它具有方便安装、伸缩性强、灵活的移动性等特点。IEEE802.11a是无线局域网的标准之一,它规定了物理层和媒体访问控制层的协议规范,可以提供高达54Mbps数据传输速率。OFDM技术是多载波调制的一种,可有效地对抗多径时延扩展,已成为近几年来通信领域中的热门技术。其原理是将高速串行的数据流变成低速并行的数据流,分别调制到各个相互正交的子载波上进行传输,这样就节省了宝贵的频谱资源。同时,由于每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,这样就使它具备了优秀的抗频率选择性衰落的能力。无线局域网标准IEEE802.11a采用OFDM技术作为物理层的接入方式。本文针对IEEE802.11a协议,提出了基于Xilinx FPGA的OFDM基带发送系统的硬件实现方案,即通过由上而下的模块划分方法,从系统级设计开始,划分成若干个二级单元,然后再把各个二级单元划分为具有独立功能的低层次单个单元或者直至能够使用IP核直接实现为止。但是这样带来的问题是,一个系统的层次结构可能较为庞大,需要FPGA的开发工具能够有效地对层次进行梳理。幸运的是,目前广为流行的开发工具都提供了这一功能,使得FPGA的开发日趋简便,缩短了开发周期,开发效率大大提升。本文基于这样模块化的思想对物理层协议数据单元PPDU帧结构的各个部分:短训练序列、长训练序列、信号字段、数据字段,进行了深入分析与功能实现,最后构建了OFDM基带发送处理系统,并在高性能FPGA硬件开发平台上对整个系统进行了整体的实现,达到了预期的设计要求。
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