OFDM调制及其在无线局域网中的应用研究.pdf

太原理工大学硕士学位论文OFDM调制及其在无线局域网中的应用研究姓名：侯玉兵申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：萧宝瑾2003.4.1随着通信技术的不断成熟和发展，如今的通信传输方式可以说多种多样，变化日新月异，从最初的有线通信到无线通信，再到现在的光纤通信然而，从通信技术的实质来看，突破性的进展并不多近年来，随着D S P芯片技术的发展，傅立叶变换／反变换、高速M o d e m 采用的6 4 ／1 2 8 ／2 5 6 Q A M 技术、栅格编码技术、软判决技术、信道自适应技术、插入保护 时段、减少均衡计算量等成熟技术的逐步引入，正交频分复用O F D M ( O r t h o g o n a lF r e q u e n c yD i v i s i o nM u l t i p l e x i n g ) 作为一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术，引起了广泛关注本文在对O F D M 进行认真研究的基础上，主要完成了以下三部分的工作第一部分首先研究O F D M 理论，以及如何用基于F F T 和I F F T 的技术实现O F D M 系统然后通过M A T L A B 软件对O F D M 系统进行了仿真分析，研究了调制映射，保护间隔，子载波和信道对O F D M 系统的影响，并得出了一些结论。

这在实际O F D M 系统设计的过程中是非常重要第二部分通过分析无线局域网的基本原理，以及采用仿真软件分析了O F D M 在无线局域网中的应用通过仿真比较了两种信道编码的性能，并做了相应的误码率分析，得到了有用的结论建议采用卷积编码第三部分为在的现场可编程逻辑门阵列( F P G A ) 上实现O F D M 调制模块本文根据一种基于平方根分解的1 6 点F F T 算法，采用相位旋转因子取代乘法器，并利用串行流水蝴蝶运算单元给出了一种新的实现算法，并介绍了其在F P G A 中相应的实现方法关键词：正交频分复用，多载波调制，无线局域网，快速傅立叶变换．垒呈! ! 坠曼! ———————————————————————————————————————————一A B S T R A C TF r o mw i r ec o m m u n i c a t i o nt ow i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n ，t h e nt of i b e rc o m m u n i c a t i o n ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h e r eh a v em o r ea n dm o r ec o m m u n i c a t i o nt e c h n i q u e ．H o w e v e Lt ot h ee s s e n t i a lo fc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h o s et e c h n i q u e sa r ea l lc h a n g ei nt r a n s m i s s i o nm e d i u mo rc h a n n e l ．R e c e n t l y , b e c a u s eo ft h ed e v e l o p m e n to fD S P , I F F W F F T ．4 6 ／1 2 8 ／2 5 6 Q A Mu s i n gi nh i g h ·s p e e dm o d e m ，a n dg r a d u a li n t r o d u c t i o no fn e wc o d i n gt e c h n i q u e ，s o f td e c i s i o nt e c h n i q u e ，c h a n n e ls e l f - a d a p t i n g ，G u a r dI n t e r v a l ，0 F D M ( O r t h o g o n a lF r e q u e n c yD i v i s i o nM u l t i p l e x i n g ) a r o u s em o r ea n dm o r ea t t e n t i o n ．A sat e c h n o l o g yo fh i g h - s p e e dt r a n s m i s s i o n ．O F D MC a nr e s i s tI S Ie f f e c t i v e l y ． T h i sp a p e ri sb a s e do nt h ec o n c i s ea n dd e e p —g o i n gs u r v e yo fO F D M ，a n df i n i s h e dt h ef o l l o w i n gt h r e ep a r t s ．I nt h ef i r s tp a r t ．r e s e a r c h e st h et h e o r yo fO F D M ，a n dh o wt or e a l i z eO F D Ms y s t e mb yF F 7 r ／I F F —L a t e r , s i m u l a t e st h eO F D Ms y s t e mb yM A T L A Bs o f t w a r e ．r e s e a r c h st h ee f f e c ta b o u t0 F D Ms y s t e mb ym a p p i n g ，g u a r di n t e r v a l ，s u b —c a r r i e ra n dc h a n n e l ．G e t ss o m ei m p o r t a n tc o n c l u s i o n s ，t h e s ec o n c l u s i o n sa r ev e r yu s e f u li nt h ed e s i g no fp r a c t i c a ls y s t e m ．I nt h es e c o n dp a r t ，i n t r o d u c e st h et h e o r yo fw i r e l e s sL A Nb a s e do nt h eO F D M ，s u p p l i e st h ec o r r e s p o n d i n gs i m u l a t i o na n a l y s i sb y S Y S T E M V I E Ws o f t w a r e ．c o m p a r e st w oc h a n n e lc o d i n gb ys i m u l a t a t i o n ，g i v e saa d v i c et ou s ec o n v o l u t i o nc o d i n g ，a n da n a l y s e si t s B E R ．I nt h et h i r dp a r t ．g i v e san e wF F Ta l g o r i t h mf o rr e a l i z a t i o n O F D Mm o d u l a t i o ni nF P G A ．T h i sa l g o r i t h mi Sb a s e do nt h e16 一F F Ta b o u ts q u a r er o o td e c o m p o s i t i o n ，a n du s i n gt h ep h a s er e v o l u t i o nu n i tr e p l a c e sm u l t i p l i c a t i o n ，a n du s e st h es e r i a lb u t t e r f l yo p e r a t i o nu n i t ．A t1 a s t ．g i v e st h ec o r r e s p o n dr e a l i z a t i o nm e a s u r ei nF P G A ．太原理工大学硕士学位论文K E Y W O R D S ：O F D M ，M C M ，W L A N ，I F F T—I V —笪兰望翌一——O F D M W L A NF F TⅡ下T M C MC C I T TD A BH D T VB R A NI S II C IC 瓜符号说明O r t h o g o n a lF r e q u e n c yD i v i s i o nM u l t i p l e x i n g正交频分复用W i r e l e s sL o c a lA r e aN e t w o r k无线局域网F a s tF o u r i e rT r a n s f o r m快速傅立叶变换i n v e r s eF a s tF o u r i e rT r a n s f o r m快速傅立叶反变换M u l t i ．C a r r i e rM o d u l a t i o n多载波调制I n t e m a t i o n a lT e l e p h o n ea n dT e l e g r a p hC o n s u l t a t i v eC o m m i t t e e 国际与电报顾问委员会D i g i t a lA u d i oB r o a d c a s t i n g数字音频广播H i g h —d e f i n i t i o nT e l e v i s i o n高清晰度电视B r o a d b a n dR a d i oA c c e s sN e t w o r k宽带射频接入网I n t e r S y m b o lI n t e r f e r e n c e码阋串扰I n t e r C h a n n e lI n t e r f e r e n c e信道间干扰C h a n n e lI m p u l s eR e s p o n s e信道冲击响应M C - - C D M AM u l t i - ·C a r d e rC o d eD i v i s i o nA c c e s so rM u k i p l e x i n g多载波码分多址或码分复用 Q A MQ u a d r a t u r eA m p l i t u d eM o d u l a t i o nG IG u a r dI n t e r v a lP L C P M A CⅣ口D UP P D UP M DP S D U正交调幅保护间隔物理层收敛过程子层介质访问控制介质协议数据单元P L C P 协议数据单元物理介质依赖物理层服务数扼：甲／÷一V I I —箜二童堑堡——1 ．1引言第一章绪论个人通信是人类通信的最高目标⋯。

它是用各种可能的网络技术，实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息交换这种境界使用户彻底摆脱了终端的束缚实现这种境界最基本要求就是满足用户的移动性为了实现无线个人通信，工业界、学术界和各种标准化组织都在进行广泛深入的研究和讨论而这些讨论和研究的焦点无非是要面对系统的容量、信道的分配方法、设计的复杂性和系统性能的折衷就移动通信而言，在信道中广泛存在着三类扩散f 2 】，并带来y _ - 种选择性快衰落即传播上非点波束引起的波束。