WiMAX OFDM物理層的FPGA優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)和信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展，越來(lái)越多用戶提出了對(duì)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視訊等寬帶接入業(yè)務(wù)的需求。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)已成為新一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸，通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。在眾多新興的接入技術(shù)中，無(wú)線寬帶接入技術(shù)以其特有的優(yōu)勢(shì)成為近年來(lái)通信技術(shù)市場(chǎng)的最大亮點(diǎn)。WiMAX作為一種新興的面向無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)的寬帶接入方案，能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后一公里”寬帶連接性，可以為高速數(shù)據(jù)應(yīng)用提供更出色的移動(dòng)

2、性。 文中簡(jiǎn)述了OFDM的基本原理與特點(diǎn)，WiMAX技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景，分析了WiMAX目前的研究現(xiàn)狀與面臨的一些問(wèn)題。 基于WiMAX(IEEE802.16d)協(xié)議介紹了WiMAXOFDM物理層發(fā)送機(jī)各模塊的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，各個(gè)模塊采用了異步處理的結(jié)構(gòu)，中間使用了高倍的處理時(shí)鐘，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)減小了硬件規(guī)模。 基于WiMAX(IEEE802.16d)協(xié)議介紹了WiMAXOFDM物理層接收機(jī)各模塊的F

3、PGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。文中針對(duì)幀檢測(cè)，時(shí)域分?jǐn)?shù)倍頻偏估計(jì)與校正、頻域整數(shù)倍頻偏估計(jì)與校正、信道估計(jì)等模塊的特點(diǎn)，給出了許多優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。保證系統(tǒng)性能的同時(shí)減少了硬件資源的占用。 基于Radix-22SDF(single-pathdelayfeedback)的蝶形運(yùn)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)級(jí)數(shù)在64、256、1024、2048之間可選的可伸縮FFT(ScaleableFFT)處理器，以較少的硬件規(guī)模滿足了寬帶自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)傳

4、輸系統(tǒng)子載波數(shù)目可變、數(shù)據(jù)流量高、低處理延遲、設(shè)置靈活的處理要求。文中還針對(duì)輸入OFDM信號(hào)的波形分布特性，仿真分析了該FFT處理器在采用不同的中間處理字長(zhǎng)和旋轉(zhuǎn)因子量化字長(zhǎng)時(shí)其輸出信噪比和所占用邏輯單元數(shù)目的變化，并據(jù)此合理選擇了實(shí)現(xiàn)參數(shù)，在性能提高的同時(shí)有效減少了其硬件規(guī)模。 針對(duì)WiMAX(IEEE802.16d)系統(tǒng)中速率可變的刪信刪余RS碼提出了一種新的編譯碼器優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在編碼器中，采用系數(shù)對(duì)稱的生成多項(xiàng)式減少了有

5、限域乘法器的個(gè)數(shù)。在譯碼器中，采用改變MEA(ModifiedEuclidAlgorithm)初始條件的方法求解關(guān)鍵方程，并根據(jù)此算法在傳統(tǒng)刪信(縮短)RS譯碼器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的譯碼器結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)譯碼器結(jié)構(gòu)不適合既刪信又刪余的RS碼的譯碼問(wèn)題。文中針對(duì)WiMAX(IEEE802.16d)協(xié)議中六種不同速率的刪信刪余RS碼，分析了所設(shè)計(jì)的譯碼器在給定工作時(shí)鐘的條件下可以達(dá)到的最大譯碼吞吐率，從而為WiMAX(IEEE802.16