OFDM基带收发系统研究与FPGA硬件实现

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作为无线局域网IEEE802.11a标准的物理层接入技术,正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)具有较高的频谱利用率和良好的抗多径性能的特点。本文将对OFDM基带收发系统软硬件平台进行了相关设计研究,主要以IEEE802.11a标准为基础,在本文中搭建了一个基于FPGA芯片的OFDM基带收发系统的硬件平台,在这个系统基础上进行OFDM相关算法和部分子模块的仿真验证,实现基本数据传输的调制解调功能,方便实验室其他同学进行后续研究。FPGA处理芯片内部具有丰富的逻辑资源和功能模块,能够满足所需的功能的设计开发任务,能够很好的验证理论算法以及对系统架构的实现。本项目硬件部分是基于FPGA设计全数字通信机,降低了电路复杂度,便于采用先进的算法提高通信机的性能指标,便于采用计算机辅助设计,实现电子设计自动化,便于移植、集成和大规模生产。同时是自主研发的基带调制解调系统,不需采用专用的调制解调芯片,更有利于自身的技术积累和自我保护,更加灵活自由,不会受到专用调制解调芯片技术和知识产权方面的限制。本文首先进行了基带收发系统的总体研究设计,根据方案进行分析确定了FPGA芯片和AD、 DA芯片的选型,并进行了相关外围电路的设计,对PCB电路板进行了芯片和接口的相关调试,然后使用Xilinx公司的ISE12.2综合开发工具进行了系统中部分功能模块的设计与验证实验,特别是工作时钟模块、训练序列模块以及IFFT模块进行了程序编写设计,并在Isim中进行了波形仿真;最后利用硬件电路板进行了简单的数据传输实现,将解调后的数据通过UART模块串行传输给上位机进行了收发数据分析,结果达到了预期效果。
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