WiMAX OFDM物理層的FPGA優(yōu)化設計與實現.pdf

1、隨著全球經濟不斷增長和信息技術持續(xù)發(fā)展，越來越多用戶提出了對數據、語音和視訊等寬帶接入業(yè)務的需求。傳統的接入網技術已成為新一代寬帶通信網絡建設的瓶頸，通信網絡的寬帶化成為一個必然的趨勢。在眾多新興的接入技術中，無線寬帶接入技術以其特有的優(yōu)勢成為近年來通信技術市場的最大亮點。WiMAX作為一種新興的面向無線城域網(WMAN)的寬帶接入方案，能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內提供“最后一公里”寬帶連接性，可以為高速數據應用提供更出色的移動

2、性。 文中簡述了OFDM的基本原理與特點，WiMAX技術的應用和發(fā)展前景，分析了WiMAX目前的研究現狀與面臨的一些問題。 基于WiMAX(IEEE802.16d)協議介紹了WiMAXOFDM物理層發(fā)送機各模塊的FPGA設計與實現，各個模塊采用了異步處理的結構，中間使用了高倍的處理時鐘，簡化了設計結構，同時減小了硬件規(guī)模。 基于WiMAX(IEEE802.16d)協議介紹了WiMAXOFDM物理層接收機各模塊的F

3、PGA設計與實現。文中針對幀檢測，時域分數倍頻偏估計與校正、頻域整數倍頻偏估計與校正、信道估計等模塊的特點，給出了許多優(yōu)化設計的結構。保證系統性能的同時減少了硬件資源的占用。 基于Radix-22SDF(single-pathdelayfeedback)的蝶形運算結構設計了一個級數在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正交頻分復用(OFDM)傳

4、輸系統子載波數目可變、數據流量高、低處理延遲、設置靈活的處理要求。文中還針對輸入OFDM信號的波形分布特性，仿真分析了該FFT處理器在采用不同的中間處理字長和旋轉因子量化字長時其輸出信噪比和所占用邏輯單元數目的變化，并據此合理選擇了實現參數，在性能提高的同時有效減少了其硬件規(guī)模。 針對WiMAX(IEEE802.16d)系統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)化設計方案。在編碼器中，采用系數對稱的生成多項式減少了有

5、限域乘法器的個數。在譯碼器中，采用改變MEA(ModifiedEuclidAlgorithm)初始條件的方法求解關鍵方程，并根據此算法在傳統刪信(縮短)RS譯碼器結構的基礎上設計了新的譯碼器結構，解決了傳統譯碼器結構不適合既刪信又刪余的RS碼的譯碼問題。文中針對WiMAX(IEEE802.16d)協議中六種不同速率的刪信刪余RS碼，分析了所設計的譯碼器在給定工作時鐘的條件下可以達到的最大譯碼吞吐率，從而為WiMAX(IEEE802.16