基于OFDM技术的PLC通信系统均衡模块的FPGA实现

论文题目: 基于OFDM技术的PLC通信系统均衡模块的FPGA实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电磁场与微波技术

作者: 成栋

导师: 于东海

关键词: 低压电力线通信,正交频分复用,均衡

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 为了能够实现利用电力线接入互联网,使得电力线通信成为现实,在电力线通信系统中,必须采用抗干扰性能很强的调制方式。OFDM(正交频分复用)就是这样一种调制方式。但是因为电力线信道的特点,在系统中加入均衡器也是必须的。本论文就是论述在基于OFDM的低压电力线通信系统中均衡器的原理和实现的。OFDM系统中的均衡不必像单载波系统中那么复杂,不要求完全消除ISI和ICI。在本系统中,应用LMS算法的变种归一化LMS算法实现均衡。尽管LMS算法有收敛速度慢、对信道的跟踪性能不好等特点,但由于它的实现简单和计算量小,它的应用还是很普遍的。归一化LMS算法的使用使得系统不需要额外的信道估计,节省了资源的开销,但带来了系统性能的损失。均衡模块分时域均衡和频域均衡两部分,时域均衡完成接收机在FFT运算前对信道的补偿,频域均衡则加在FFT之后,用来校正各个子信道的增益和相位。时域均衡模块较频域均衡模块复杂的多,时域均衡器采用16个抽头的横向滤波器,而频域均衡只是单抽头的滤波器,尽管每个子信道都需要一个滤波器,但仅仅是简单的重复。系统采用FPGA实现,按照FPGA开发流程,逐步完成Verilog程序编写,功能仿真,综合,综合后仿真,布局布线,布局布线后仿真和下板调试等步骤。在第五章,论文给出了程序框架,仿真波形、综合结果和性能分析。论文结构可划分为绪论和主体两大块。主体部分包括四个部分,分别是OFDM系统的介绍、FPGA芯片和开发环境的介绍、OFDM系统中均衡算法的研究和均衡算法的FPGA实现的结果和分析。论文的重点是后两部分内容。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 电力线通信技术及应用简介

1.1.1 电力线通信技术的发展历史

1.1.2 低压电力线通信技术的商业化运营情况

1.1.3 低压电力线通信技术应用的发展模式

1.1.4 低压电力线通信面临的问题和主要技术手段

1.2 低压电力线通信系统信道环境分析

第二章 OFDM系统介绍

2.1 OFDM技术的发展历史、主要思想和优缺点

2.1.1 OFDM技术的发展历史

2.1.2 OFDM技术的主要思想

2.1.3 OFDM技术的优缺点

2.2 OFDM的基本原理

2.2.1 多载波通信

2.2.2 OFDM信号和频谱

2.3 OFDM系统的实现

2.3.1 直接法实现OFDM系统

2.3.2 利用DFT/IDFT实现OFDM系统

2.4 OFDM系统中的技术特点

2.4.1 保护间隔和循环前缀技术

2.4.2 傅里叶变换的过采样

2.5 OFDM系统的关键技术

第三章 系统开发环境和选用FPGA器件介绍

3.1 Virtex-II Pro 系列FPGA简介

3.1.1 可配置逻辑块（CLB）

3.1.2 输入输出块（IOB）

3.1.3 块RAM（Block SelectRam+）资源

3.1.4 18×18 位的乘法器

3.1.5 可编程互连线（PI）

3.1.6 高速串行I/O

3.1.7 IBM PowerPC处理器

3.2 系统开发环境简介

3.2.1 ISE

3.2.2 Synplify

3.2.3 Modelsim

3.3 硬件描述语言Verilog在数字电路设计中的应用

3.4 FPGA开发流程

第四章 OFDM系统中的自适应均衡算法研究

4.1 信道对OFDM信号的影响

4.2 自适应滤波器

4.2.1 最小均方算法(LMS)和归一化

4.2.1.1 最小均方算法

4.2.1.2 归一化LMS算法(NLMS)

4.2.2 指数加权递归最小二乘（RLS）自适应算法

4.3 OFDM系统中均衡器的结构

4.3.1 OFDM系统中的时域均衡器

4.3.2 OFDM系统中的频域均衡器

第五章 OFDM系统中均衡模块的FPGA实现

5.1 NLMS算法框图

5.2 系统的Verilog程序实现

5.3 Verilog程序的仿真和综合

5.3.1 行为级仿真波形图

5.3.2 综合结果

5.3.3 映射和布局布线后结果分析

第六章 结束语

6.1 总结

6.2 本论文的后续工作

致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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相关论文

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• [7].OFDM系统中信道编码的FPGA实现及降低峰均比的研究[D]. 陈春雷.东南大学2005
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标签：低压电力线通信论文;  正交频分复用论文;  均衡论文;