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OFDM系统中信道均衡的技术研究及基于FPGA的实现

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标签: 系统

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中信

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均衡

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技术

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技术研究

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最新的研究进展是OFDM的出现,并且在2000年出现了第一个采用此技术的无线标准(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它与TDMA及CDMA相比能处理更高数据速率,因此可以预想在第四代系统中也将使用此技术。  宽带应用和高速率数据传输是OFDM调制/多址技术通信系统的重要特征之一。作者通过参与国家863计划项目“OFDM通信系统”一年以来的研发工作,对OFDM通信系统及相关技术有了深入的理解,积累了大量实际经验,并在相关工作中取得了部分研究成果。  另一方面,关于宽带自适应均衡技术的研究在近年来也引起了广泛的关注。它是补偿信道畸变的重要的技术之一。作者通过参与该项目FPGA部分的开发与调试工作,基于单片FPGA实现了均衡部分;此外,作者在频域自适应均衡算法方面也取得了一些理论成果。  本文的主体部分就是根据上述工作的内容展开的。  首先介绍了本课题相关技术的发展情况,主要包括:OFDM系统的技术原理、技术优势、历史和现状,均衡技术的特点和发展等。末尾叙述了本课题的来源和研究意义,并简介了作者的主要工作和贡献。确定将WSSUS分布和瑞利衰落作为本文研究的信道模型。主要分析了常用的时域均衡器,均是单载波非扩频数字调制中常用到的均衡器和均衡算法,为接下来的进一步研究作理论参考。  接着,论述了均衡必须用到的信道估计技术。重点就该方案的核心算法(频域均衡算法)进行了数学上进行了较深入的研究,建立系统模型,并据此推导了三种频域均衡的算法:频域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,频域线性内插。采用WSSUS信道模型进行了计算机仿真,得出了采用这些均衡算法在不同条件下的性能曲线。并且系统地、有重点地对该方案的原理和实质进行了较深入的讨论。归纳比较了各种算法的算法复杂度和能达到的性能,并且结合信道纠错编解码进行了细致的分析。进一步尝试设计了无线局域网OFDM系统的设计,采用典型的欧洲Hyperlan2系统为例,把研究成果引入到实际的整个系统中来看。结合具体的系统指出了该均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的应用。  最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型号芯片针对OFDM系统实现频域自适应均衡的方法,主要给出了设计方法、时序仿真结果和处理速度估值等;并结合最新的FPGA发展动态和特点,对基于FPGA实现其他均衡算法的升级空间进行了讨论。  本文的结束语中,对作者在本文中所作贡献进行了总结,并指出了仍有待深入研究的几个问题。

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