基于DSP和FPGA硬件平台的OFDM通信系统调试及实现

论文摘要

正交频分复用（OFDM）技术具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落和时延的能力。并且保持较高的传输速率。随着人们对通信数字化、宽带化、个人化、移动化的要求,OFDM正在成为移动通信中的研究热点。预计OFDM将会得到显著应用在B3G仍至4G通信系统中。本文在参照IEEE802.11a协议物理层标准的基础上了完成了一个可以自适应调制解调的OFDM系统。系统的硬件结构采用“DSP+FPGA+DUC/DDC”的软件无线电架构,使AD/DA靠近中频,减少模拟信号处理环节。本文首先介绍了OFDM系统硬件平台,包括系统构成,功能划分,参数及帧结构,随后着重讨论硬件平台的器件调试。在此基础上,讨论了如何在系统平台上编写DSP和FPGA的程序以完成自适应调制解调的OFDM系统功能。最后测试了系统的性能,主要有系统自适应解调的测试,频谱的测量以及解调性能的测试。对于频谱测量,符合IEEE802.11a发送功率门限要求。解调性能上BPSK,QPSK,8PSK,16QAM四种调制方式星座图状况良好,系统可以自适应传输。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 OFDM 技术的历史与应用现状
• 1.2 OFDM 技术的优缺点
• 1.3 本文工作安排
• 第二章 OFDM 技术的基本原理
• 2.1 OFDM 调制和解调原理
• 2.2 过采样技术
• 2.3 保护间隔和循环前缀
• 2.4 OFDM 系统的组成
• 第三章 OFDM 系统硬件平台调试
• 3.1 OFDM 系统硬件平台
• 3.1.1 硬件平台概述
• 3.1.2 系统功能划分
• 3.1.3 系统参数及帧结构
• 3.2 串口芯片ST16C550 的驱动编写及调试
• 3.2.1 串口芯片介绍
• 3.2.2 串口芯片（ST16C550）的初始化及调试
• 3.3 外部存储器Flash 和SDRAM 的驱动编写及调试
• 3.3.1 Flash 芯片介绍
• 3.3.2 Flash（AM29LV017D）的初始化及调试
• 3.3.3 SDRAM 介绍
• 3.3.4 SDRAM（HY57V283220T-7）的初始化及调试
• 3.4 数字上/下变频器的配置
• 3.4.1 数字上变频器AD9957 和数字下变频器AD6654 的介绍
• 3.4.2 AD9957 和AD6654 的初始化
• 3.5 系统脱机运行
• 3.5.1 DSP 程序固化及加载
• 3.5.2 FPGA 程序固化及加载
• 3.5.3 联机测试及注意事项
• 第四章 系统程序设计
• 4.1 基于TS201 的DSP 程序设计
• 4.1.1 DSP 地址空间分配
• 4.1.2 初始化
• 4.1.3 通信流程控制程序设计
• 4.1.4 OFDM 调制程序设计
• 4.2 基于StratixII 的FPGA 程序设计
• 4.2.1 OFDM 接收端总体架构
• 4.2.2 接收端采用的关键技术
• 4.2.3 FPGA 中各种接口的实现
• 第五章 系统性能测试与后续研究计划
• 5.1 系统性能测试
• 5.1.1 自适应解调测试
• 5.1.2 频谱测量
• 5.1.3 解调性能测试
• 5.2 后续研究计划
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录A