OFDM调制算法设计及FPGA实现

高效率的快速傅立叶变换 (FFT)的算法是正交频分复用 (OFDM)系统中的一项核心技术。文中参考一种特殊的 FFT算法 ,采用相位旋转因子代替乘法器并给出 16点 FFT算法在低成本 FPGA的实现。     

短波低信噪比OFDM猝发通信系统同步算法

为解决低信噪比下短波正交频分复用（OFDM）系统信号的捕获,提出了一种采用CAZAC序列设计导频符号的基于谱分析的同步算法。首先通过时域、频域2维联合估计来实现信号的快速捕获,同时根据信号谱函数的最大峰值位置来确定整数频偏,然后利用相邻导频符号的相位差来精确估计小数频偏。最后,进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现及在线实时验证研究,结果表明,该同步方案在低信噪比条件下具有很好的同步性能,可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块实时、连续地对信号进行处理。     

基于FPGA平台的数字电视激励器的实现

该文介绍了数字电视地面广播（DVB—T）激励器的原理及其实现过程，对于数字电视发射端给出了一个比较详细的概述。接着阐述了信道编码、COFDM调制的过程。并介绍了数字电视激励器的硬件实现方案，详细说明了基于FPGA的总体设计方案，重点解决了信道编码、COFDM调制这两个整个系统的难点和核心，以及这两个模块在FPGA内部的具体实现过程。     

易于硬件实现的OFDM系统采样频率同步算法

分析了正交频分复用（OFDM）系统中采样频率偏移对系统性能的影响,提出了一种在频域进行估计和校正的采样频率同步算法.该算法易于硬件实现,与采用最小二乘法（LS）的估计算法相比可以减少20%的硬件资源,提高1倍的工作速度.根据IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）标准进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现研究.仿真结果表明,无论是在高斯白噪声（AWGN）信道还是多径信道下,该算法均可以有效地对采样频率偏移进行校正,使系统性能符合标准要求.通过在FPGA上的硬件实现以及使用Xilinx的Chip scope Pro进行的在线实时验证表明,该算法可以在占用较少硬件资源的条件下,实时、连续地对信号进行处理,可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块.     

用FFT实现OFDM的调制解调

用FFT实现OFDM调制解调,有效地提高了OFDM调制解调速度,随着数字信号处理器件的不断发展,更新,FFT的硬件实现更加简单,OFDM调制解调的实现也更简单,经济。     

MIMO-OFDM系统定时同步算法的FPGA设计

对多入多出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统中基于训练序列的定时同步算法进行了阐述,着眼于系统定时同步算法的硬件实现,对通过FPGA（现场可编程门阵列）实现定时同步算法的复杂度按照单位时间内乘、加次数的方法进行了分析;为降低系统中定时同步算法在FPGA实现过程中的复杂度,对单个定时同步模块内部子模块以及多个定时同步模块间的关系进行了研究,提出了MIMO-OFDM系统定时同步算法的简化实现方案,并对简化方案在Xilinx公司的VirtexII Pro系列FPGA中的资源使用情况进行了统计。研究表明,简化实现方案可以用于MIMO-OFDM系统定时同步算法的硬件实现。     

OFDM系统基本原理及仿真建模分析

OFDM技术采用正交载波使频谱发生重叠,可以提高频谱利用率,是众多B3G技术的基础。在介绍了OFDM的基本原理之后,给出了两种系统仿真时的模型。模型一在DFT后只传输信号实部,并在接收端以发端采样速率2倍采样来恢复信号;模型二在IFFT后,信号实部和虚部均传输,并且接收端以发端同样采样速率来恢复信号。第二种模型在运算量和实现复杂度上都较好,应是系统仿真时的首选。     

短波OFDM信号调制参数估计算法研究

结合正交频分复用(OFDM)信号二阶循环特性,针对短波中OFDM信号参数估计这一重要问题,对基于循环自相关函数截面的OFDM信号参数估计算法进行了修正,推导了估计码元速率参数时谱峰的搜索范围,增加了其算法的子载波带宽估计功能。根据修正算法得到子载波带宽,确定小波尺度因子,基于OFDM信号功率谱的等波纹特性,利用小波方法对OFDM信号实际使用子载波个数的倒谱估计方法进行了改进。实验结果表明,这两种算法估计OFDM信号参数时具有良好性能。     

多用户OFDM自适应组合调制及比特分配算法的实现

将自适应技术应用于多用户正交频分复用系统，能够提高频谱利用率，降低系统发射功率，从而使系统的整体性能达到最优；针对多用户OFDM系统，将其信道分配和比特分配相结合，提出了更优的多用户OFDM自适应组合调制比特分配算法（MCABA）。根据信道特性的瞬时估计值，自适应地为各用户分配子信道和比特，在给定误码率的条件下使总的发送功率最小，仿真结果表明，该算法计算简单，优化效率高，可以达到接近理论上的最优水平。     

B3G MIMO-OFDM系统的定时同步算法实现

为降低在定时同步算法实现时,截位对性能的影响与定时同步算法实现的复杂度,对定时同步实现时的内部子模块进行了讨论,对通过现场可编程门阵列(FPGA)实现定时同步算法的复杂度,按照单位时间内乘、加次数的方法进行了分析,并对多个定时同步模块间的关系进行了研究,提出了一种OFDM系统定时同步实现的自适应多点截位方法与2种MIMO-OFDM系统定时同步算法的简化实现方案,对实现方法在Xilinx公司的VirtexII Pro系列FPGA中的资源使用情况进行了统计,并在B3G TDD试验验证平台上进行了验证．验证结果表明,该实现方案可用于B3G TDD MIMO-OFDM系统定时同步算法的硬件实现．     

高速定点快速傅立叶变换处理器的设计与实现

针对宽带正交频分复用(OFDM)系统中高速数据处理的要求,提出了64点高速定点快速傅立叶变换(FFT)处理器在现场可编程门阵列(FPGA)中的设计与实现方法.该方法采用了基于按频率抽取(DIF)Radix-4算法的3级流水线结构,每级将乘法器的旋转因子输入端固定为常数值,而不是作为变量从ROM中读取,流水寄存中间数据结果,使之处于稳态,并进行比特位截取定点操作.实验结果表明,该方法在保证运算精度和实现复杂度的同时,减少了ROM读取时间,提高了处理器的数据时钟频率和处理速度,更好的满足了宽带OFDM系统高速数据收发处理的要求.     

基于CycloneⅢ的OFDM实现

在介绍OFDM的基本原理的基础上,建立了系统仿真模型,并用MATLAB软件对该模型进行了仿真,给出了系统仿真部分时频域曲线,验证了理论分析结果。并将其运用到通信方面的实验教学系统中,利用该模型在FPGA上来实现OFDM,选用Altera公司的cycloneⅢ系列芯片对其进行了硬件实现,并得到了与仿真结果一致的硬件实现结果。     

多用户OFDM自适应组合调制及比特分配算法的实现

将自适应技术应用于多用户正交频分复用系统,能够提高频谱利用率,降低系统发射功率,从而使系统的整体性能达到最优;针对多用户OFDM系统,将其信道分配和比特分配相结合,提出了更优的多用户OFDM自适应组合调制比特分配算法(MCABA).根据信道特性的瞬时估计值,自适应地为各用户分配子信道和比特,在给定误码率的条件下使总的发送功率最小,仿真结果表明,该算法计算简单,优化效率高,可以达到接近理论上的最优水平.     

基于FPGA的蝶形运算的设计与实现

本文以FFT算法和CORDIC算法为基础,通过理论分析,提出一种改进的CORDIC流水线结构并设计了FFT的蝶形运算单元,将硬件不易于实现、运算缓慢的乘法单元转换成硬件易于实现、运算快捷的加法单元,并根据基4算法的寻址特点设计了简单快速的地址发生器。系统整体采用流水线的工作方式,使整个系统的数据交换和处理速度得以提高,经过时序仿真和硬件仿真验证,运行速度达到100MHz以上。     

北斗信号捕获相位相干算法的设计与实现

针对北斗二号卫星导航系统信号捕获运算量大的问题,提出一种利用相位相干算法搜索起始码相位的方法,并给出基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位相干算法的具体实现方案,算法中关于旋转因子运算的问题主要借助坐标旋转数字计算方法和查找表方法得以解决。编译综合及仿真结果皆表明,与传统快速傅里叶变化(FFT)算法相比,新方法只需用到复数加法,运算量小,且能正确捕获信号。     

降低B3G系统中MIMO接收机复杂度的方法

为降低MIMO(多入多出)接收机的FPGA(现场可编程门阵列)实现对资源的消耗,对V-BLAST(垂直-贝尔实验室分层空时码)译码算法进行了简化。使用位宽缩减技术减少算法实现所占用的资源。同时利用符号保护截止技术保障定点运算的性能.仿真显示其性能接近于Golden译码算法,同时复杂度相比Golden译码算法大大降低.对实现方法在Xilinx公司的VirtexII Pro系列FPGA中的资源使用情况进行了统计,并在B3G TDD (时分双工)实验验证平台上进行了验证.结果表明:该实现方法可用于B3G TDD系统的MIMO接收机的硬件实现.     

DRM系统中OFDM模块的高效实现

结合世界性数字广播(Digital Radio Mondiale,DRM)系统具有多种鲁棒性模式和带宽占用模式的特点,设计了适用于DRM系统的快速傅里叶变换算法。与其他快速傅里叶变换算法相比较,这种通用长度N的同址、顺序素因子算法点数选取灵活,运算精度高,可以实现同址、顺序运算,因此其存储量和数据传递次数少,运算量小,运算速度快,且程序结构规整,利于软、硬件实现。该算法也可用于其他采用正交频分复用调制技术的系统。     

一种快速OFDM调制信号识别算法

利用固有时间尺度分解对接收信号提取瞬时参数,结合方向数据的统计分析方法,提取了3个特征参数作为联合特征向量组,对正交频分复用(OFDM)信号和常见单载波调制信号进行类间识别,并对载波频率、符号速率和采样率等系统参数对识别性能的影响进行了分析．该算法可直接在中频对信号进行处理,避免了载波恢复过程．仿真结果表明,该算法可以在信噪比较低的条件下很好地区分OFDM信号和单载波,并对系统参数表现出了一定的鲁棒性．     

OFDM系统信道估计中插值算法性能分析

对基于导频的OFDM系统中信道估计的各种插值算法的性能进行了对比分析，对基于离散傅里叶变换的插值算法和其他插算法进行了分析，计算机仿真证明了基于FFT的插值算法的插值精度在高信噪比条件下高于其它算法。     

一种基于差分调制消除OFDM系统子载波间干扰的方法

正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种高效的数据传输技术，具有良好的抗多径干扰的能力，但各子载波频率的偏移，会造成严重的载波问干扰。文中提出了一种基于差分调制消除OFDM系统子载波问干扰的方法，并与标准的mPSK调制OFDM系统进行了对比。仿真结果表明：差分调制能够有效消除频率偏移造成的OFDM系统子载波间的干扰。并且计算简单，不牺牲系统的带宽利用效率，具有很好的实用性。