基带自适应编码调制系统的设计与FPGA实现

论文摘要

随着无线通信向宽带化、个人化、智能化和移动化方向发展,一系列新技术将应用于未来无线通信系统,基带处理是现代无线通信系统最为核心与关键的技术之一,其研制与实现具有很大的挑战性。本论文设计并实现了一种基于FPGA的具有模块化、开放式结构特征的基带自适应编码调制系统,能够满足自适应传输系统的要求。自适应编码调制算法根据反馈的信道信息控制系统在信道条件良好时采用高阶调制方式和较低的冗余信道编码来发送尽可能多的信息数据;在信道条件较差时,采用相反的措施,根据信道动态改变数据率。本文所设计的自适应编码调制模块是参考IEEE802.16e物理层协议,采用速率可变的信道编码与不同调制方式构成的参数化编码调制平台,通过自适应编码调制算法选择适合当前信道传输的最优传输模式,使符号速率最大化,提高频带利用率。仿真表明,本文所设计的系统,能够随着用户反馈的信干比(SINR)在不同的传输模式之间进行调整,滑动窗口的添加,使模式调整平滑过渡,在模式调整的临界状态时加窗能够进一步的避免信道质量剧烈变化造成的模式频繁切换。本文给出了自适应编码调制模块的设计并且完成了FPGA的实现,考虑到模块功能的通用性和开放性,引入NIOS嵌入式处理器在FPGA内部独立于无线通信系统的其他模块进行功能测试。测试结果表明,基于FPGA的自适应编码调制系统能够对信道质量的变化进行正确及时的响应,且通过简化算法,合理划分单元模块,大大节省了所需要的硬件资源,为后期的升级预留更多的资源。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 自适应传输技术的发展
• 1.2 自适应传输技术的应用
• 1.3 课题来源和研究意义
• 1.4 课题研究内容和全文结构
• 2 自适应编码调制技术
• 2.1 自适应编码调制介绍
• 2.2 信道编码技术
• 2.3 调制技术
• 2.4 本章小结
• 3 自适应编码调制模块设计
• 3.1 自适应编码调制算法
• 3.2 自适应编码调制模块的设计
• 3.3 自适应编码调制模块性能测试与分析
• 3.4 本章小结
• 4 基带编码调制的FPGA 硬件平台设计
• 4.1 移动创新平台基带方案
• 4.2 FPGA 开发平台
• 4.3 自适应编码调制系统的FPGA 实现
• 4.4 性能分析
• 4.5 本章小结
• 5 结束语
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作展望
• 致谢
• 参考文献