基于IEEE 802.11a的OFDM基带系统的FPGA设计

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基于IEEE 802.11a的OFDM定时同步算法及FPGA实现

基于IEEE 802.11a的OFDM定时同步算法及FPGA实现

基于IEEE 802.11a的OFDM定时同步算法及FPGA实现李加升;尹锁柱;邓茜
【期刊名称】《计算机工程与科学》
【年(卷),期】2009(031)007
【摘要】在基于IEEE 802.11a标准的无线局域网的突发系统中,要求快速、精确地完成定时同步.本文分析了基于短训练序列延时自相关的粗同步算法和基于长训练序列与本地PN序列互相关的精同步算法,给出了定时同步算法具体的用FPGA 实现的设计方案,采用状态机、流水线等设计方法使系统的资源和运算速度得到优化.该设计便于工程应用.
【总页数】3页(P117-119)
【作者】李加升;尹锁柱;邓茜
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学信息与通信学院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TP925
【相关文献】
1.基于IEEE80
2.16e的OFDM定时同步算法及DSP实现 [J], 谢显中;冉娟;黄秋宴
2.基于IEEE 802.11a的OFDM帧检测算法研究与FPGA实现 [J], 崔丽珍;曹成;赵
晓燕
3.基于IEEE802.16e的OFDM定时同步算法及FPGA实现 [J], 陈兵;尹曼;刘力军
4.基于IEEE802.11a OFDM同步算法的FPGA实现 [J], 陈霞;章坚武
5.基于IEEE 802.11a突发OFDM系统的帧同步与符号定时同步算法研究 [J], 孙文胜;张园园
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基于IEEE802.11a的OFDM系统性能研究

基于IEEE802.11a的OFDM系统性能研究

基于IEEE802.11a的OFDM系统性能研究王岩;邵玉斌;王纯【期刊名称】《云南民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2007(016)001【摘要】介绍了OFDM的原理和基于IEEE802.11a协议的OFDM技术,采用VisSim Comm仿真软件对OFDM系统进行仿真,在给出仿真参数的基础上,得到了不同信道参数下的调制频谱以及误码率曲线,并对信道和系统性能进行了分析.%Introducing the basic principle of OFDM and OFDM technology based on IEEE802. 11 a, and simulating the OFDM system by VisSim Comm simulation tool. Then according to the given simulation parametersm,we get the different spectrums with different channel parameters and the curve of BER. At last, we analyze the performance of AWGN channel and the system.【总页数】4页(P55-58)【作者】王岩;邵玉斌;王纯【作者单位】昆明理工大学,信息工程与自动化学院,云南,昆明,650051;昆明理工大学,信息工程与自动化学院,云南,昆明,650051;昆明理工大学,信息工程与自动化学院,云南,昆明,650051【正文语种】中文【中图分类】TN914.5【相关文献】1.基于IEEE802.11a协议的OFDM基带信号仿真研究 [J], 胡永江;徐昌庆;陈自力2.基于DCO-OFDM与PAM-DMT的混合传输系统性能研究 [J], 李超;静永健3.基于IEEE802.11a无线标准的STC-OFDM系统性能研究 [J], 吕波;李云;周杰4.基于OFDM的IEEE802.11a的同步技术研究 [J], 蔡天佑;程石;胡爱群5.基于MATLAB的OFDM系统性能分析与仿真研究 [J], 韩帅;李晶晶因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于+IEEE+802.11a+的+OFDM+系统信道估计算法研究与+FPGA+实现 精品

基于+IEEE+802.11a+的+OFDM+系统信道估计算法研究与+FPGA+实现 精品

分类号:____________密 级:______________ UDC:____________ 单位代码:______________硕士学位论文论文题目:基于IEEE 802.11a 的OFDM 系统信道估计算法研究与FPGA 实现学 号:_________________________作 者:_________________________专 业 名 称:_________________________2012年05月30日孙瑞璇 公开 1 0 1 2 7 控制工程 201002419 TN92内蒙古科技大学硕士学位论文论文题目:作者:_________________________指 导 教 师: 单位: 协助指导教师: 单位: 单位: 论文提交日期:2012年 05月 30日学位授予单位:内 蒙 古 科 技 大 学崔丽珍 教授 内蒙古科技大学 基于IEEE 802.11a 的OFDM 系统信道估计算法研究 孙瑞璇 与FPGA 实现基于IEEE 802.11a的OFDM系统信道估计算法研究与FPGA实现Study of Channel Estimation Algorithm in OFDM System Based on IEEE802.11a and Realization on FPGA研究生姓名:孙瑞璇指导教师姓名:崔丽珍内蒙古科技大学信息工程学院包头014010,中国Candidate:Sun RuixuanSupervisor:Cui LizhenSchool of Information EngineeringInner Mongolia University of Science and TechnologyBaotou 014010,P.R.CHINA独创性说明本人郑重声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。

尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。

基于802.11a的OFDM系统基带处理器的FPGA实现

基于802.11a的OFDM系统基带处理器的FPGA实现
根 据 82 1a 协议 , 提供 6 is 5 M is 0 .l 的 它 Mb/ 到 4 bt 八 t /
种不同的数据处理速率, 但是可以归纳 出图 1 中方
框内的功能单元是与数据 的传输处理速率无关 , 也 就是本文要实现的 O D F M基带处理器单元 , 功能包 括 Po n r n 导频 插 入 ) I , yl r x g it I e i ( ls s o t , 肿 CccP fi i e n i Fntn循环前缀) uco( i 。
UU Y ,T 0 J i A i n,JA u — e L NG J nw n
(h n ̄ J ̄ o gU i ri ,l nh 2 00 ,hn ) s ag i n nv sy Sl g ̄ 0 20 C ia e t a
Ab ta t n h rw r i utac i cue a o tO DM ytm ae n I E 0 1 aWLA s n ad i sr c :A ad ae c c i r ht tr b u F r e Ss e bs d o EE 8 2. l N t d r s a
t som . 5 s a 2 MI a p i g rt . r fr i 2 5 u t 0 - s m l ae n a n I z n Ke r s O DM ; n ⅡI ; p l s i et n c c i p eLi g 8 2. l y wo d : F 丌 i t r o ; y l rf n ; 0 1 a o n i s c x
4 6 一
维普资讯
0 弓言 l
近年来 , 宽带无线接入系统凭借其建设速度快 、
运营成本低 、 扩展能力强, 灵活性高等特点, 受到运营 商的青睐并积极参与, 宽带固定无线接人系统将是未 来几年内通信市场发展的一个热点。宽带无线接入 技术的发展极为迅速, 其中又以 O D F M系统最引人注 目。0 D ( F M 正交频分复用) 是一种无线环境下的高速 传输技术 , 适合在多径传播和多普勒频移的无线移动

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现的开题报告

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现的开题报告

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现的开题报告1. 研究背景和意义随着无线通信技术的发展和应用需求的增加,Wi-Fi技术已经成为了无线局域网中的主流技术之一。

其中IEEE802.11a标准是一种高速无线局域网技术,其最高传输速率可达到54 Mbps。

在IEEE802.11a中,编码和解码等一系列操作都需要进行码元同步,这对于系统性能的稳定性和可靠性具有重要的影响。

此外,利用FPGA(Field Programmable Gate Array)进行硬件实现,不仅可以提高运行速度,还可以节省功耗和成本,因此FPGA已成为Wi-Fi技术硬件实现的重要手段。

因此,本文主要研究基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA 实现技术,旨在提高Wi-Fi无线通信技术的性能和可靠性。

2. 研究内容和方法本研究的主要内容包括:(1)分析IEEE802.11a标准中的码元同步和编译码过程。

(2)设计并实现码元同步和编译码的FPGA硬件电路。

(3)测试和分析硬件电路的性能和可靠性。

具体研究方法包括:(1)文献综述,对IEEE802.11a标准中的码元同步和编译码进行深入研究和分析。

(2)按照标准规范,设计FPGA硬件电路并进行仿真测试。

(3)在FPGA开发板上实现硬件电路,进行性能测试和比较分析。

3. 预期成果和意义预计本研究将实现基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA 实现技术,评估该技术在Wi-Fi通信中的性能和可靠性。

具体成果包括:(1)实现基于IEEE802.11a标准的码元同步和编译码的FPGA硬件电路。

(2)对比分析硬件实现和软件实现的性能和成本优劣。

(3)验证硬件电路在Wi-Fi通信中的有效性和稳定性。

该研究可为Wi-Fi通信技术的发展和优化提供参考,为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。

基于IEEE802.11a OFDM同步算法的FPGA实现

基于IEEE802.11a OFDM同步算法的FPGA实现

基于IEEE802.11a OFDM 同步算法的FPGA 实现陈 霞,章坚武(杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018)摘 要 同步是OFDM 系统中至关重要的一个环节,目前已有很多针对OFDM 系统的同步算法,大致可以分为3类:基于嵌入符号中的导频、基于前导序列和基于循环前缀。

提出了具体针对IEEE802.11a 帧结构的同步算法(包括时间定时和频偏估计及纠正)。

详细阐述了该算法各个模块FPG A 的具体实现,具有复杂度低,便于工程实现的特点。

关键词 OFDM ;同步;IEEE802.11a ;FPG A中图分类号 T N918 文献标识码 A 文章编号 1003-3106(2007)07-0055-03FPGA Implementation of IEEE802.11a 2based OFDMSynchronization AlgorithmCHE N X ia ,ZH ANGJian 2wu(School o f Communication Engineering ,Hangzhou Univer sity o f Electronic Scientific and Technological ,Hangzhou Zhejiang 310018,China )Abstract Synchronization is one of the m ost important links of OFDM system.At present ,there have been quite a lot of such synchronization alg orithms for various kinds of OFDM systems.These methods can be roughly categ orized into three types :pilot based ,preamble based and cyclic prefix based.H owever ,the synchronization alg orithm (including symbol timing ,frequency offset estimation and its correction )proposed in this paper is based on IEEE802.11a frame structure.Als o ,a low 2complexity FPG A implementation of the specific m odules of the alg orithm is presented.K ey w ords OFDM ;synchronization ;IEEE802.11a ;FPG A收稿日期:20062122190 引言OFDM (正交频分复用)是一种用于高速无线通信的有效调制技术,具有强抗多径和抗窄带干扰的能力以及频谱利用率高等优点,因而被无线局域网(W LAN )所采用,如北美的5GH z 的无线局域网标准IEEE802.11a 和欧洲的HIPER LAN/2标准。

基于FPGA的802.11a的基带处理器

基于FPGA的802.11a的基带处理器

唐山学院毕业设计设计题目:基于FPGA的802.11a的基频发送端的设计系别:信息工程班级:07通信工程(2)班姓名:张春林指导教师:姚明林2006年6月*目录1 绪论 (1)1.1 无线通信系统的简介 (1)1.2 FPGA的简介 (2)1.3 本研究的意义和工程价值 (3)1.4论文的主要工作 (3)2 IEEE 802.11a协议 (4)2.1 802.11a协议概述 (4)2.2 IEEE 802.11a物理层协议 (6)2.2.1 OFDM的主要参数 (6)2.2.2 OFDM物理层得主要功能 (6)2.2.3物理层得工作频率和信道数 (6)2.2.4PLCP层 (7)2.2.5 发送机的发送过程 (13)3 发送端基带处理器的设计 (15)3.1基带处理其的总框架结构 (15)3.2 时钟生成模块设计 (16)3.2训练序列的生成方法 (20)3.3扰码模块 (23)3.4信道编码 (24)3.5交织 (27)3.6 QAM调制 (29)4.7导频插入 (30)3.8 IFFT/FFT (33)3.9循环前缀和加窗 (35)3.10 主控单元 (37)4 硬件的调试结果 (41)4.1 altera FPGA简介 (41)4.2 这个模块的仿真结果 (41)4.2.1时钟模块 (41)4.2.2训练序列生成模块 (43)4.2.3扰码模块 (44)4.2.4卷积编码 (45)4.2.5交织 (47)4.2.6 16QAM调制 (48)5 结束语 (50)5.1结论 (50)5.2所遇问题 (50)5.3未来发展 (50)致谢 (51)参考文献 (52)基于PFGA的802.11a基频发送端的设计摘要当今社会已经进入了信息时代,通信技术在各个领域都大放异彩。

由于人们生活节奏和生活方式的改变,对通信技术的要求越来越高。

因此,当今世界上的各个国家都在加紧通信技术的发展,标准的制作和设备的研发。

基于IEEE802_11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现

基于IEEE802_11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现
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10 13 19 22 25 28 34 37 40 47 49 52 59 62 11 14 16 23 26 29 35 38 41 44 50 53 56 63 8 9 15 17 20 27 30 32 39 42 45 51 54 57 60 12 18 21 24 31 33 36 43 46 48 55 58 61
2. Electronic Science and Technology, Hua zhong University of Science and Technology, Wuhan 430074 , China)
【Abstract】An OFDM baseband modulator based on IEEE 802. 11a protocol is designed, including hardware design of submodules such as IFFT, cyclic prefix insertion, window addtion and the training sequence generation. The design of 64-point FFT / IFFT which is one of the baseband processor’ s key units is presented. 4-way parallel algorithm with non-conflict address of reading and writing and adopts the single-disc-shaped 4-way parallel structure is proposed, so data throughput is effectively improved and the FFT / IFFT’ s area is reduced. The using of multi-stage pipeline to achieve radix-4 butterfly unit effectively reduces the critical path delay, and the maximum frequency of FFT / IFFT is up to 167 MHz, the FFT / IFFT’ s area is 0. 58 mm2 . And the the core area is 0. 98 mm2 in SMIC COMS 0. 18 μm technique. The design satisfies the maximum frequency of the baseband modulator is up to 100 MHz, requirements of high speed and real-time processing after the hardware joint debugging and verification. 【Key words】IEEE 802. 11a; OFDM; baseband modulation; FFT / IFFT; conflict free address

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现

基于IEEE802.11a的码元同步和编译码的FPGA实现凭借在多径信道中高速传输信号的能力,以及均衡简单、抗脉冲噪声和高频谱利用率的优点,正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术在无线通信领域得到越来越广泛的应用,并且有望成为第四代移动通信系统的核心技术。

但是OFDM技术也存在一些缺点,一个主要缺点是对同步误差十分敏感,当存在同步误差时,子载波之间的正交性遭受破坏,从而引起严重的符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI),使解调性能大大下降,因此精确的同步对于OFDM系统来说十分重要。

另外,搭建一个完整的通信系统当然要有一套合适的信道编解码方案。

IEEE802.11a物理层协议规定每帧使用十个重复的短序列和两个重复的长序列作为训练序列来完成同步功能;信道编码采用(2,1,7)卷积码,解码推荐使用Viterbi译码算法。

本文首先介绍了OFDM基本理论,然后介绍了无线局域网标准IEEE802.11a 的物理层相关OFDM参数和OFDM的编码过程,分析了IEEE802.11a协议的各种重要功能模块。

接下来重点研究了IEEE802.11a物理层主要的两个功能模块的实现技术:同步模块和卷积码编码与Viterbi译码模块。

最后在给出现场可编程门阵列(FPGA)设计与实现方法的基础上,通过VHDL 语言编程,完成具体硬件的仿真实现过程,并且波形仿真对照Matlab仿真数据验证了其正确性。

3 基于IEEE802_11a标准的OFDM信道估计技术研究与实现_

3 基于IEEE802_11a标准的OFDM信道估计技术研究与实现_
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东南大学硕士学位论文
第三章 IEEE802.11a 物理层标准介绍
1}
(3-2)
3.3.3 SIGNAL域
OFDM的训练符号后面为SIGNAL符号,它包含来自于MAC层提交的发送向 量(TXVECTOR)中的速率和长度信息,速率信息指的是数据包中剩余部分所采用 的调制方式和编码速率。对于SGNAL这个单独的符号,协议规定按照数据速率为 6Mbit/s时的步骤进行调制,即卷积编码速率为1/2,调制方式为BPSK,但是SIGNAL 符号的内容不进行扰码。
在 IEEE802.11b 推出之后,IEEE802.11a 小组也正在研究更高频段、更高速率 的标准,以满足多媒体通信对无线局域网更高传输速率的要求。IEEE802.11a 标准 采用的是 5GHz 的频段,物理层上采用 OFDM 技术。IEEE802.11a 的最高传输速 率为 54Mbit/s,室内传输距离达到 50 米。 IEEE802.11g
TFFT :IFFT/FFT 间隔
3.2μs(1/ΔF)
TPREAMBLE:PLCP 前导信息间隔
16μs(TSHORT + TLONG )
TSINGAL:SIGNAL 符号长度
4.0μs
TGI:保护间隔
0.8μs(TFFT/4)
TGI2:训练符号保护间隔
1.6μs(TFFT/2)
TSYM:OFDM 符号时间
3.1 主流 WLAN 标准及其特点
IEEE802.11 协议于 1997 年正式提出,使用免许可证的 2.4GHz ISM 频段,速 率可以支持 2Mbit/s,室内传输距离支持 100 米,其中物理层支持三种调制方式: 红外传输、直接序列扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)。该标准定义了物理层和 媒体访问控制规范,允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。 IEEE802.11b

基于802.11a协议的OFDM通信系统的发射端设计及硬件实现

基于802.11a协议的OFDM通信系统的发射端设计及硬件实现

基于802.11a协议的OFDM通信系统的发射端设计及硬件实现随着最近的4G网络大规模商用,加之,近几年移动互联网的飞速发展,越来越多的人使用手机、平板电脑等移动终端通过WLAN接入互联网,OFDM技术得到了越来越多人的关注。

IEEE802.11a标准就是无线局域网的重要标准之一,它的物理层采用OFDM技术传输数据,最高的传输速率能够达到54Mbps。

OFDM技术具有强大的抗多径效应能力,能够消除系统中的码间串扰,减少信道间干扰。

OFDM技术还具有高效的频谱利用率,并且能够比较容易的实现非对称性传输。

OFDM技术的这些优点,使它能够有希望被应用于更多的无线通信系统中。

所以OFDM技术的硬件实现显得非常重要。

本文的OFDM系统是基于IEEE802.11a标准设计的,按照IEEE802.11a标准规定的OFDM信号的数据帧结构,设计了系统发射端模块。

系统工作的硬件平台采用的是FPGA+DSP架构,FPGA选用的是Xilinx公司的V5系列的XC5VSX50T芯片,系统主要的信号处理部分是在FPGA中完成的。

DSP选用的是TI公司的达芬奇系列的TMS320DM6437芯片。

硬件平台中出除了FPGA与DSP模块,还有模数转化模块、数据转化模块以及网络层接口模块。

本系统设计的主要流程为:1.按照IEEE802.11a标准的规定在simulink上建模仿真,以验证系统的可行性;2.在ISE中使用Verilog语言实现系统的各模块,并进行行为仿真;3.将行为仿真通过的模块在FPGA开发板上实现各模块;4.根据系统的需要,选取芯片,设计系统硬件开发平台,并完成调试。

本文的第一章介绍了课题的研究背景和意义,OFDM系统的发展历史和优缺点;第二章介绍了OFDM系统的基本原理以及OFDM系统的研究热点问题。

第三章首先介绍了IEEE802.11a规定的OFDM系统主要参数和数据帧结构,然后介绍了系统发射端模块的实现方式,包括长短训练序列生成模块、扰码器模块、卷积编码器模块、QAM调制模块、导频插入模块、IFFT模块以及CP插入模块。

基于802.11a的OFDM仿真

基于802.11a的OFDM仿真
1.1 无线通信发展及意义...................................................................................................... 1 1.2 无线通信研究方向.......................................................................................................... 1
第五章 总结........................................................................................................ 34
参 考 文 献........................................................................................................ 35
第四章 802.11A 仿真平台的搭建..................................................................... 10
4.1 仿真模型和链路参数设置............................................................................................ 10 4.2 编码................................................................................................................................ 13 4.3 子载波的调制与解调.................................................................................................... 15 4.4 天线分集........................................................................................................................ 22 4.5 信道模型........................................................................................................................ 25 4.6 同步................................................................................................................................ 27

基于IEEE802.11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现

基于IEEE802.11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现
p e x is rin. n o d to ndte tan n e ue c e eain.T ed sg fM - on FI I Frwhih i n fteb sb n r c so ’ e — rf n e t i o wid w a din a h rii gsq n eg n rt o h e ino ( p itF 1 F T c so eo h a e a dp o e sr Sk yU /
L ANG x , I He i WEN i ZHENG h o i Hu , Z a xa
(. oeef dctnln rao n e nl yH b o a U irt H b uns 50 ,h ; JClg E u i a I o tnadTc o g ,ueNr l ne i,ueH agh4 02C i l o ao f m i h o i m vs y i i3 a n
调试 验证设 计完全 满足高精度 、 高速 及实 时处 理要求 。
【 关键词 】IE 0. 1; F M; 带调制 ; IF ; 冲突地址 E E821aO D 基 F F T无 【 中图分类 号 】T 9 N2 【 文献标识码 】A
FPGA sg a d m p e nt ton o De i n n I l me a i fOFDM s ba d o e s r Ba e n EEE 0 . l Ba e n Pr c s o s d o I 821a
【 btat nO D a bn ou t a do E 2 1apo cls ei e , c d ghrwr eg b ou s uha IF、 yl A s c】A F M bs adm dlo bs nI E8 .l roo ids ndi l i a a ds o s m dl c s F Iccc r e ar e E 0 t g nun d e i fu n es , i

基于IEEE802.11a物理层的OFDM系统实现

基于IEEE802.11a物理层的OFDM系统实现

2 0 . 1 标 准 物 理 层 .8 2 1 a的
结 构
I E 0 +l工 作 在 5 H -6 H E 82 I E a G Z G Z频
如 图 2~ 2所 示 。
间相 互正交 这 样就 允许 各个 子载 波
保 护 时间保 证 了长 训练 符号不 会 的频谱重叠 .更有效地 利用频率资源 。
IE 8 2 1 a P C E E 0 L P帧前导字 结 1
构 十 个 短 训 练 序 列 的 第 一 个 符 号 是 其
串行 的数据流分成若 干个并行数据流 .
分别调制在正 交的子载 波上进行传输 。
I E 8 2 ¨a 准是无线局域 网 他 九个 的周 期扩展 即相 当于这 十短 E 的 0. 标 E 标 准系 列中 的一个 物理 层规 范 它是 训练符 号构 成的 短训 练序列 的保护 间 第一个 基于 O D F M的分组域标准 工作 隔 .在 O D F M的接收端 ,这九个短训练 在 5 H 频段 上 .根据选 用的信道编码 符 号 除了有载 波频 率偏 差产 生的复 指 Gz 速 率和 调制 方式 的不 同组合 .信 息数 数分量外 是完全一样 的 ( 由于多径效应
栅 格 编 码 技 术 、 道 自 适 应技 术 、减 少 信
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均衡计 算等成 熟技 术 的引入 大 大扩 展了 O D F M的功能 . 增强 O D F M的性能。 O D 已经在数字音 频广播 ( A ) FM D B 、数
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要 传输 的 串行高 速
续 1u 。 行的低 速子 数据 流 每个 子数 据流调 s 6 有铜双 绞线 的非对 称高 比特率 数字 用 包括 1 0个短 一个长 的符 号序列 。两 制到不 同 的子载 波上 同 时传 输 。通 过 户线 技术 ( 如 A S ) 例 D L 中得 到 了 应 用 。 种不 同符号之 间有 1 u 的保护 时问 . 设 定 子载波 的频 率 间隔 使子 载波 之 6 s

基于IEEE802.11a的OFDM系统的研究的开题报告

基于IEEE802.11a的OFDM系统的研究的开题报告

基于IEEE802.11a的OFDM系统的研究的开题报告一、选题背景与意义近年来,移动通信技术飞速发展,人们对于无线网络的需求也越来越大。

基于IEEE802.11a的OFDM系统已经成为现代无线通信技术的重要组成部分。

该系统以其高速传输、高可靠性、大容量等特点得到了广泛应用。

因此,对于该系统进行研究和优化具有重要的意义。

二、研究内容本次研究主要目的是基于IEEE802.11a的OFDM系统的分析、设计和优化。

研究内容包括以下方面:(1)分析IEEE802.11a标准的OFDM系统的协议结构和技术特点。

(2)设计OFDM系统的调制解调器,包括误差控制编码和解码、差错检测和纠正等。

(3)通过Matlab等工具进行OFDM系统的仿真实验,并对实验结果进行分析。

(4)对OFDM系统的性能进行优化,如提高系统传输速率、提高频带利用率等。

三、研究方法本次研究将采用以下研究方法:(1)文献调研。

通过查阅相关文献,了解IEEE802.11a标准的OFDM系统的基本原理和技术特点。

(2)系统设计。

根据IEEE802.11a标准的OFDM系统的协议结构和技术特点,设计OFDM系统的调制解调器。

(3)仿真实验。

通过Matlab等工具进行OFDM系统的仿真实验,并对实验结果进行分析。

(4)性能优化。

根据仿真实验结果,对OFDM系统的性能进行优化。

四、预期成果通过本次研究,我们预期可以达到以下成果:(1)掌握IEEE802.11a标准的OFDM系统的基本原理和技术特点。

(2)实现OFDM系统的调制解调器,包括误差控制编码和解码、差错检测和纠正等。

(3)进行OFDM系统的仿真实验,对实验结果进行分析。

(4)对OFDM系统的性能进行优化,提高系统的传输速率和频带利用率。

五、研究难点本次研究的难点主要有以下方面:(1)掌握IEEE802.11a标准的OFDM系统的基本原理和技术特点。

(2)实现OFDM系统的调制解调器,包括误差控制编码和解码、差错检测和纠正等。

基于IEEE80211a的OFDM基带系统的FPGA设计

基于IEEE80211a的OFDM基带系统的FPGA设计

摘要伴随着无线数据通信与多媒体应用的不断发展,无线传输系统对传输速率与QoS保证等方面的要求也相应地不断提高。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为一种新型的物理层传输技术正越来越受人们的重视,并被视为下一代移动通信(4G)中的关键技术。

OFDM继承了传统MCM中多载波并行调制、符号周期相应增长的特点,在OFDM的重叠多载波技术的利用下比传统的非重叠多载波技术节省将近50%的带宽,在循环前缀的辅助下可以实现准确的符号同步,有效地将原本频率选择性衰落的信道转化为多个并行平衰落信道使用,从而OFDM技术具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优势,大大提高了传输效率,因此该技术在新一代的通信中备受关注。

IEEE802.11a无线局域网(WLAN)标准作为典型的以OFDM为物理层接入方式的应用系统,是OFDM技术的一个典型应用,本文正是以IEEE802.11a无线局域网标准为基础,对OFDM基带处理器的算法,架构进行介绍和分析的基础上,将整个系统的FPGA 设计和实现分为多个基本通信模块,并给出每个模块的具体实现。

采用自顶向下的FPGA 设计方法,在Altera的Quartus II8.1开发环境下,采用Verilog硬件描述语言进行了长短训练序列、扰码、多速率卷积码、交织、16QAM映射、导频插入、IFFT调制、循环前缀与加窗以及主控单元等系统模块的设计;采用Modelsim SE6.5f和Matlab7.0仿真工具对设计系统进行了单元模块仿真和系统仿真,并将设计的OFDM通信发送系统下载到Altera公司的Cyclone II系列EP2C8Q208C8 开发板上进行了系统测试和验证,并依据系统软件仿真和硬件测试的结果进行了分析,其中重点研究分析了加窗与循环前缀对OFDM系统性能的影响。

仿真和测试结果表明:基于IEEE802.11a无线局域网标准的OFDM通信发送系统符合该标准各参数要求并能够正确实现长短训练序列、扰码、多速率卷积码、交织、16QAM 映射、导频插入、IFFT调制、循环前缀与加窗以及主控单元等各个模块,各个子模块系统软件仿真和整体OFDM通信发送系统测试正确, 下载测试结果正确。

基于IEEE 802.11a的OFDM帧检测算法研究与FPGA实现

基于IEEE 802.11a的OFDM帧检测算法研究与FPGA实现

基于IEEE 802.11a的OFDM帧检测算法研究与FPGA实现崔丽珍;曹成;赵晓燕【期刊名称】《电子技术应用》【年(卷),期】2012(38)8【摘要】通过对传统基于能量值的帧检测算法的研究,采用了一种延时相关算法,克服了传统算法中能量值变化大的缺点,使阈值的选取较为简便,并基于FPGA硬件平台实现了该算法.硬件仿真结果表明,该算法达到了低运算量,具有可实现性的要求,是一种比较理想的帧检测算法.%This paper analyses the traditonal frame detection algorithm based on the energy value,and uses a algorithm of delay correlation.lt overcomes the shortcoming of variable energy value in the traditonal algorithm,making the selection of the threshold more convenient,and accomplishes the algorithm in the FPGA-based hardware platform.The hardware simulation results show that, the algorithm achieves a low complexity and it can be accomplished. So the delay correlation is an ideal frame detection algorithm.【总页数】4页(P96-98,102)【作者】崔丽珍;曹成;赵晓燕【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TN911.5【相关文献】1.基于IEEE 802.11a的OFDM系统信道估计算法研究及实现 [J], 崔丽珍;孙瑞璇2.OFDM电力线通信系统帧检测算法研究与FPGA实现 [J], 朱晓东;陈忠辉3.基于IEEE 802.11a的OFDM同步系统设计与实现 [J], 刘晓明;李永波;吴浩威4.基于IEEE 802.11a的OFDM定时同步算法及FPGA实现 [J], 李加升;尹锁柱;邓茜5.基于IEEE 802.11a突发OFDM系统的帧同步与符号定时同步算法研究 [J], 孙文胜;张园园因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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摘要伴随着无线数据通信与多媒体应用的不断发展,无线传输系统对传输速率与QoS保证等方面的要求也相应地不断提高。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为一种新型的物理层传输技术正越来越受人们的重视,并被视为下一代移动通信(4G)中的关键技术。

OFDM继承了传统MCM中多载波并行调制、符号周期相应增长的特点,在OFDM的重叠多载波技术的利用下比传统的非重叠多载波技术节省将近50%的带宽,在循环前缀的辅助下可以实现准确的符号同步,有效地将原本频率选择性衰落的信道转化为多个并行平衰落信道使用,从而OFDM技术具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优势,大大提高了传输效率,因此该技术在新一代的通信中备受关注。

IEEE802.11a无线局域网(WLAN)标准作为典型的以OFDM为物理层接入方式的应用系统,是OFDM技术的一个典型应用,本文正是以IEEE802.11a无线局域网标准为基础,对OFDM基带处理器的算法,架构进行介绍和分析的基础上,将整个系统的FPGA 设计和实现分为多个基本通信模块,并给出每个模块的具体实现。

采用自顶向下的FPGA 设计方法,在Altera的Quartus II8.1开发环境下,采用Verilog硬件描述语言进行了长短训练序列、扰码、多速率卷积码、交织、16QAM映射、导频插入、IFFT调制、循环前缀与加窗以及主控单元等系统模块的设计;采用Modelsim SE6.5f和Matlab7.0仿真工具对设计系统进行了单元模块仿真和系统仿真,并将设计的OFDM通信发送系统下载到Altera公司的Cyclone II系列EP2C8Q208C8 开发板上进行了系统测试和验证,并依据系统软件仿真和硬件测试的结果进行了分析,其中重点研究分析了加窗与循环前缀对OFDM系统性能的影响。

仿真和测试结果表明:基于IEEE802.11a无线局域网标准的OFDM通信发送系统符合该标准各参数要求并能够正确实现长短训练序列、扰码、多速率卷积码、交织、16QAM 映射、导频插入、IFFT调制、循环前缀与加窗以及主控单元等各个模块,各个子模块系统软件仿真和整体OFDM通信发送系统测试正确, 下载测试结果正确。

关键词:OFDM,FPGA,IEEE 802.11a,IFFT,循环前缀AbstractWith wireless data communication and multimedia application development, the requirements of transfer rate and QOS guarantee need to improve accordingly in the wireless transmission system. OFDM as a kind of new type of the physical layer transmission technology is more and more get the attention of people, and be treated as the key technology of next generation mobile communications (4 G). OFDM inherited the characteristics of multi-carrier parallel modulation Symbols cycle growth of the traditional MCM. Compared with traditional non-overlapping multi-carrier technology, the use of overlapping multi-carrier OFDM technology can save nearly 50% of the bandwidth. using circulation prefix can realize accurate symbol synchronization, change originally frequency selective decline channel into multiple concurrent flat fading channel effectively. so it has a good resistance multipath fading and high spectral utilization efficiency, greatly improving the transmission efficiency. so this technology is the hot research topic in a new generation of communication.IEEE802.11 wireless local area network (WLAN) standard as a typical application system of OFDM physical layer access mode, is a typical technology OFDM application. the paper research and analyse the OFDM baseband processor algorithm and architecture to make the whole system FPGA design and implementation divided into a number of basic communication module, and give each module of the specific implementation basis on wireless LAN IEEE802.11 standard. Using the top-down design method of FPGA, in the Quartus II8.1 of Altera development environment, the Verilog hardware description language (Verilog HDL) has been accomplished to training sequence, scrambler, multi-rate convolution code, interweave, 16QAM mapping, pilot insertion, IFFT modulation, cyclic prefix and windowed and main control unit design of system module. ModelSim SE 6.5f and Matlab7.0 simulation tools have been used to make system design and simulation, and accomplished the designed OFDM communication transmission system to download to the FPGA hardware platform of Cyclone II of Altera and finished the system test. Besides according to the result of system software simulation and hardware test made the analysis, Which focuses on the analysis of widowed and cyclic for the system performance influence of OFDM.The simulation and test results show that: OFDM communication send system meets thestandard requirement of the wireless local area network IEEE802.11 standard. Such as raining sequence, scrambler, multi-rate convolution code, interweave, 16QAM mapping, pilot insertion, IFFT modulation, cyclic prefix and windowed and main control unit, each child module system software simulation and the overall OFDM communication send system test right, download test results are correct.Key Words: OFDM,FPGA,IEEE 802.11a,IFFT,Circulation prefix目录第1章绪论 (1)1.1移动通信系统的发展概况 (1)1.2 IEEE 802.11a标准概述 (1)1.2.1 IEEE 802.11a物理层协议的参数 (2)1.2.2 IEEE 802.11a物理层协议帧结构 (4)第2章IEEE 802.11a物理层的OFDM技术 (7)2.1 OFDM系统的发展状况及特点 (7)2.2 OFDM系统的工作原理 (9)2.2.1 OFDM系统的基本模型 (9)2.2.2 FFT在OFDM系统中的应用 (11)2.3 信道编码技术 (12)2.3.1 扰码原理 (12)2.3.2 卷积码编码 (13)2.3.3 交织编码 (16)2.4 OFDM映射与调制技术 (19)2.4.1映射调制 (19)2.4.2 IFFT实现OFDM调制 (22)2.5 循环前缀与加窗技术 (24)2.5.1 循环前缀 (24)2.5.2 加窗 (26)2.6 OFDM的同步信号 (27)2.6.1符号同步简介 (27)2.6.2 导频插入 (28)2.6.3训练序列的生成 (29)第3章基于IEEE 802.11a的OFDM基带系统的FPGA设计 (32)3.1 IEEE 802.11a基带处理器的发射端总体方案设计 (33)3.2基带处理器的工作时钟 (35)3.2.1 工作时钟分析 (35)3.2.2 工作时钟生成模块的实现 (36)3.3基带数据处理单元设计 (37)3.3.1 扰码器模块的实现 (37)3.3.2 多码速卷积码硬件结构与实现 (39)3.3.3 802.11a中的交织器的实现 (44)3.4 OFDM前导序列设计 (49)3.4.1 训练序列生成模块的实现 (49)3.5 映射与OFDM子载波调制 (55)3.5.1 16QAM映射模块的实现 (55)3.5.2 子载波(IFFT)调制模块 (57)3.5.3 导频插入模块的实现 (61)3.6循环前缀与加窗模块的实现 (65)3.7主控模块设计 (67)第4章系统测试与结果仿真 (71)4.1系统时钟单元测试 (71)4.2基带数据处理单元仿真测试 (71)4.2.1并串转换模块测试 (71)4.2.2 扰码模块的测试 (72)4.2.3 多码率卷积编码模块测试 (72)4.2.4 交织模块测试 (72)4.3前导序列单元仿真测试 (73)4.3.1短训练序列模块测试 (73)4.3.2长训练序列模块测试 (73)4.4映射与调制单元仿真测试 (74)4.4.1 16QAM映射模块测试 (74)4.4.2 导频插入模块测试 (75)4.4.3 IFFT调制模块测试 (77)4.5 循环前缀仿真测试 (77)4.6 主控模块测试 (78)4.7 OFPM发送系统整体仿真测试 (78)结论 (80)参考文献 (81)附录 (82)致谢 (83)第1章绪论1.1移动通信系统的发展概况移动通信越来越广泛地渗透到人们的日常生活和经济生活中, 并成为世界各国最主要的高新技术支柱产业之一同时人们对移动通信的各种需求与日俱增, 也推动了移动通信的飞速发展。

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