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可重構MIMO-OFDM系統於FPGA平台之實現

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  • 日期: 2020-08-30
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标签: FPGA

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。FPGA一般来说比ASIC(专用集成芯片)的速度要慢,无法完成复杂的设计,但是功耗较低。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力,所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的,然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。

正交分頻多工(OFDM)技術在新一代無線通訊系統佔有相當關鍵性的地位,它可提供高速數據傳輸,且適合操作在多重路徑所引起之頻率選擇性通道下;另一方面,多輸入多輸出(MIMO)技術可提升傳輸率及鏈路品質。因此,在新一代通訊系統中,MIMO-OFDM將成為極具有潛力之關鍵技術之一。在本論文中,吾人在PC上開發一套通訊系統軟體,經由該軟體上的通訊參數設定後,予以重新建構MIMO-OFDM系統模式與基頻收發機結構,其中,通訊參數包含通訊系統模式、收發機傳送與接收兩架構與RF模組等相關設定;並接著使用自行研發FPGA數位平台,整合了DAC、ADC、RF與USB等模組,來完成通訊系統硬體,最後由USB來連結兩系統的運作,而完成2×2MIMO-OFDM無線通訊系統的整合。在系統實現上,吾人使用了即時影像技術來做為傳送與接收,並透過USB將訊號傳回PC進行顯示與分析,基於目前系統架構上,使本論文所實現的MIMO-OFDM系統能具有可重構無線電之概念。

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