基于OFDM的通信系统论文基带数据处理部分的FPGA实现,

摘要:正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是当前一种非常热门的通信技术。它即可以被看作是一种调制技术，也可以被看作是一种复用技术。由于它具有抗多径衰落和频谱利用率高的特点，因此被广泛应用于高速数字通信领域，比如应用于IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）的物理层等等。本毕业毕业设计的核心任务是：采用FPGA来实现一个基于OFDM技术的通信毕业设计中的基带数据处理部分，即调制解调器。其中发射部分的调制器包括：信道编码（Reed-Solomon编码），交织，星座映射，FFT和插入循环前缀等模块。我另外制作了相应的解调器，可以实现上述功能的逆变换。
另外，我还对OFDM技术，IEEE 802.11a的标准文献，基于Simulink的OFDM模型和仿真，ALTERA公司的技术和IP Core的使用等方面进行了研究。这些在文章中都有体现。
 

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关键词：OFDM, FPGA, ALTERA
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目录：

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中文摘要…………………………………………………………………….…………….…I
外文摘要…………………………………………………………………………………...II
前言……………………………………………………………………….1
第一章 OFDM技术介绍……………………………………………….4
1.1 通信技术的发展…………………………………………………………….…4

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1.2 OFDM技术的提出是必然的……………………………………………….6
1.2.1 无线通信的挑战………………………………………………………6
1.2.2 多径效应的影响………………………………………………………6
1.2.3 多载波技术……………………………………………………….…..7
1.2.4 提高频谱利用率……………………………………………………..8
1.2.5 OFDM技术的定义……………………………………………….….9 [来源：http://think58.com]
1.3 OFDM的发展与应用……………………………………………….………10
1.3.1 FFT促进了OFDM的发展………………………….……………10
1.3.2 OFDM的应用……………………………………………..………..10
1.4 OFDM的结构和各部分原理…………………………………………..…11
1.4.1 OFDM的结构框图………………………………………………...11
1.4.2 星座映射……………………………………………………………..11 [资料来源：www.THINK58.com]
1.4.3 串并变换和FFT……………………………………………………12
1.4.4 插入循环前缀……………………………………………………….13
1.4.5 对于OFDM调制过程的理解……………. ………………….13
1.5 小结…………………………………………………………………………….15
参考文献………………. …………………………………………………………..15 [来源：http://think58.com]

第二章 802.11a标准介绍………………………………………….17
2.1 802.11a标准介绍………………..……………………………………….17
2.1.1 WLAN和802.11………….……………………………………..17
2.1.2 IEEE 802.11标准的获取……………………………………….18
2.2 802.11a部分内容介绍…………………………………………………..18
2.2.1 802.11a结构……………………………………………………….19 [来源：http://think58.com]
2.2.2 PLCP子层的PPDU帧格式………………………………………20
2.2.3 Preamble的作用………………………………………………….20
2.2.4 附录G，一个OFDM物理层数据编码的实例………….…21
2.3 基于Simulink的802.11a的Demo仿真模型………………..21
2.3.1 Demo模型和获取………………………………………………….21
2.3.2 模型介绍和实时仿真………………………………………………22
2.3.3 仿真模型的亮点………………………………………………….…24

2.4 小结……………………………………………………………………………..25
参考文献………………………………………………………………………………26
第三章 FPGA和ALTERA……………………………….………….27
3.1 FPGA技术的优势……………………………………………………………27
3.1.1 可编程技术………………………………………………………..…27 [资料来源：http://www.THINK58.com]
3.1.2 FPGA的技术特点……………………………………………….…28
3.1.3 FPGA相比于DSP芯片的优势……………………………..…28
3.1.4 FPGA相比于ASIC技术的优势…………………………….…30
3.1.5 对FPGA发展的预测…………………………………………..…30
3.2 ALTERA公司的理念………………………………………………….……31
3.2.1 免费的工程师培训……………………………………………..…31
3.2.2 免费的设计毕业设计……………………………………………………32 [资料来源：www.THINK58.com]
3.2.3 OpenCore plus技术……………………………………………32
3.2.4 技术支持与服务……………………………………………………33
3.2.5 小节……………………………………………………………………33
3.3 ALTERA公司的技术………………………………………………………34
3.4 小节…………………………………………………………………………..…35

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参考文献…………………………………….……………………………………….35
第四章 ALTERA FFT MegaCore使用指南………………………36
4.1 FFT MegaCore介绍………………………………………………………36
4.2 FFT MegaCore应用流程…………………………………………………37
4.2.1 下载和安装…………………………………………………..………37
4.2.2 在工程中插入FFT MegaCore…………………….…………37 [资料来源：http://think58.com]
4.2.3 IP Toolbench的使用……………………………………………38
4.2.4 配置参数………………………………………………………………39
4.2.5 生成FFT MegaCore………………………………………….…39
4.2.6 在工程中应用FFT MegaCore……………………………….40
4.2.7 编译和仿真…………………………………………………………..40
4.2.8 OpenCore plus特性………………………………………….…41
4.2.9 购买license认证………………………………………………….41
4.3 各项具体参数说明……………………………………………………….…42
4.3.1 介绍………………………………………………………………….…42
4.3.2 FFT点数（Transform Length）……………………………43
4.3.3 数据位数和旋转因子………………………………………………43
4.3.4 I/O Data Flow设置………………………………………………44 [来源：http://think58.com]
4.3.5 FFT Engine Architecture…………………………….. ……45
4.3.6 复数乘法器实现……………………………………………………46
4.3.7 RAM选项………………………………………………………………46
4.4 FFT MegaCore的管脚功能和时序……………………………………47
4.5 FFT变换过程中的指数……………………………………………….……48
4.6 FFT MegaCore的MATLAB仿真………………………………….…49 [来源：http://think58.com]
4.7 小节……………………………………………………………………..………52
参考文献………………………………………………………………………………52
第五章 OFDM硬件设计具体细节…………………………………...53
5.1 设计理念………………………………………………………………….……53
5.1.1 基于IP的设计理念…………………………………………….…53

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5.1.2 不执著于节约硬件资源的思想…………………………………54
5.1.3 规范的HDL书写风格……………………………………………55
5.2 整体毕业设计描述……………………………………………………………..…56
5.2.1 发送端结构……………………………………………………..……56
5.2.2 接收端结构………………………………………………………..…58
5.3 各模块功能描述………………………………………………………….…59 [资料来源：www.THINK58.com]
5.3.1 各模块间统一的接口………………………………………………59
5.3.2 如何设计一个连续数据流的毕业设计……………………………..60
5.3.3 R-S编解码模块…………………………………………………..…61
5.3.4 R-S encoder输出缓冲………………………………………..…62
5.3.5 块交织器和解交织器………………………………………………62
5.3.6 填充数据零………………………………………………………..…63 [来源：http://think58.com]
5.3.7 星座映射和解映射…………………………………………………64
5.3.8 IFFT和FFT……………………………………………………………65
5.3.9 插入和移除循环前缀………………………………………………65
5.3.10 其它……………………………………………………………….…65
5.3.11 关于VHDL原代码………………………………………………66
5.4 毕业设计的验证……………………………………………………………………66 [资料来源：http://think58.com]
5.4.1 毕业设计编译情况…………….…………………………………………66
5.4.2 毕业设计仿真………………………………………………………………67
5.4.3 FPGA硬件验证…………………………………………………..…67
5.5 可以做得更好（结束语）……………………………………………………68
参考文献………………………………………………………………………………68
附录一：部分VHDL代码……………………………………………..70
附录二：外文翻译……………………………………………………….79

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包括（毕业设计+开题报告等等资料齐全），本毕业设计属于硕士毕业设计，很有参考价值！！！

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