基于IEEE 802.16a的OFDM系统的DSP实现

摘要

IEEE在2003年4月正式发布了宽带无线接入协议802.16a,该协议定义了第二代宽带无线接入系统.按照协议的规定,系统工作频段为2~11GHz,支持非视距链路,允许终端慢速移动.该文重点研究了该协议的WirelessMAN-OFDM空中接口部分,该部分建议采用OFDM调制解调方式.正交频分复用(OFDM,Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing),是一种高效的数据传输方式,通过串/并变换将高速数据流分散到多个正交的子载波上传输,减少符号间干扰的影响,有较强的抗时延扩展能力,提高了系统的抗突发错误的能力,同时子载波的正交性提高了频谱利用率,加上循环前缀技术来完全克服符号间干扰,使得OFDM能够很好地适应无线通信中的多径环境.该文在熟悉TMS320C6000 DSP芯片结构、开发平台Code ComposerStudio(CCS)及其开发流程的基础上,结合TI公司提供的DSP开发工具TMS320C6201 EVM板选择了数模转换器DAC7802和模数转换器ADS5203,完成了基于IEEE 802.16a的OFDM系统硬件接口设计;按照协议中对OFDM方式物理媒质依赖子层的具体参数定义,在CCS环境下采用线性汇编语言实现模块化编程,完成了系统的软件设计.软件开发中,核心的FFT模块采用基4按频率抽取的算法,该算法减少了乘法运算有利于DSP实现;结合协议的帧结构,选取了一种适用于该系统的同步算法,同时对算法加以简化,在保证同步精度的情况下,减少了运算量,并在DSP中实现.最后,该文结合软硬件的设计,分析了该系统的性能,并对关键模块的代码效率进行了测试.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1 BWA的现状与发展

§1.2 BWA系统的组成和参考模型

§1.3 IEEE 802.16概述

§1.3.1 IEEE 802协议组

§1.3.2 IEEE 802.16及802.16a协议的组成和参考模型

§1.4本章小结

§1.5本文贡献

§1.6本文章节安排

第二章OFDM原理与实现

§2.1概述

§2.2 OFDM基本原理

§2.3基于FFT的OFDM

§2.4本章小结

第三章WirelessMAN-OFDM物理媒质依赖子层

§3.1概述

§3.2 OFDM符号描述

§3.2.1时域

§3.2.2频域

§3.2.3参数定义和信号描述

§3.2.4协议对参数的规定

§3.3子载波映射

§3.3.1数据映射

§3.3.2导频信息映射

§3.3.3 preamble的结构

§3.4本章小结

第四章DSP技术简介

§4.1 DSP概述

§4.2 DSP芯片的发展

§4.3 TMS320c6201芯片简介

§4.3.1 TMS320c6201 DSPs的硬件结构特点

§4.3.2 TMS320c6201性能指标

§4.4 TI's DSP开发环境简介

§4.4.1概述

§4.4.2 Code Composer Studio

§4.5本章小结

第五章基于802.16a的OFDM系统硬件设计

§5.1概述

§5.2器件介绍

§5.2.1 6201EVM

§5.2.2 DAC7802

§5.2.3 ADS5203

§5.3接口设计

§5.3.1 EVM与DAC7802

§5.3.2 EVM与ADS5203

§5.3.3 D/A和A/D的外围电路

§5.4本章小结

第六章基于802.1 6a的OFDM系统软件设计

§6.1概述

§6.2调制端

§6.2.1接口程序

§6.2.2应用程序设计

§6.3解调端

§6.3.1接口程序

§6.3.2应用程序设计

§6.4本章小结

第七章系统分析

§7.1综述

§7.2模块分析

§7.2.1映射

§7.2.2调制解调

§7.2.3同步

§7.3接口速率

§7.4本章小结

结束语

参考文献

致谢

附录Ⅰ程序清单

附录Ⅱ硬件资料

附录Ⅲ实验资料