IEEE 802.16e标准中物理层OFDM技术的算法研究与实现

摘要

IEEE802.16e标准中物理层采用的多载波数字调制方式是正交频分复用(OFDM)。OFDM是一种多载波高速传输技术，它具有频谱利用率高、抗符号间干扰、抗多径衰落等优势，在新一代的通信技术中备受关注。
　　 OFDM技术由于其多载波传输的特点而对同步误差异常敏感，符号定时偏差和载波频率偏差都将会破坏各子载波间的正交性，从而导致信道间干扰和符号间干扰降低系统的整体性能。因此，性能良好的同步算法对于OFDM系统是非常重要的。故OFDM的技术难点就是在解调的时候进行精确地同步才能避免载波间干扰和码间干扰。本论文通过对OFDM通信系统的仿真，对系统可靠性有一个整体的判定，把整个通信系统的误码率控制在允许范围之内，之后进行硬件电路的调试。
　　 本论文首先在基于MATLAB仿真软件的基础之上，对整个物理层的通信系统进行了精确的仿真。在仿真过程中提出改进的方案，并做了进一步的算法验证，从而提高了整个通信系统的可靠性。其仿真主要的工作难点在于解调端精准的同步，主要包括：帧同步，符号同步，采样同步。在解调端采用最佳接收方式提取有用信息信号是本论文中提出的一个新算法。其次，基于TI公司的硬件DM642为主的芯片和软件开发环境Code Composer Studio，选用AIC23作为输入输出数据传输单元完成了OFDM通信系统基带调制的部分功能。
　　 论文根据OFDM基带通信系统的数学和结构模型，提出了整体的OFDM基带系统的设计方案，并且对硬件电路作了认真的分析、研究，构建了OFDM基带系统的硬件平台。最后在C语言环境下实现了系统部分软件的模块化编程。
　　 经过测试，本论文完成了OFDM基带通信系统的设计，提出了一种新的改进型解调方案。该方案提高了系统的传输可靠性，同步效果好，误码率小。并且部分模块在硬件电路上得到了实现。

目录

文摘

英文文摘

引言

1 IEEE 802.16标准

1.1 无线移动通信发展状况

1.2 1EEE 802.16标准的由来以及现状

1.2.1 IEEE802.16系列标准技术参数

1.2.2 IEEE 802.16技术优势

1.3 论文的结构

2 IEEE 802.16物理层OFDM技术

2.1 OFDM历史

2.2 OFDM基本原理

2.3 OFDM调制的实现方法

2.4 OFDM保护间隔和循环前缀

2.5 OFDM实际的通信结构

2.6 本章小结

3 OFDM系统仿真与分析

3.1 MATLAB中的仿真流程图

3.2 MATLAB中的OFDM系统仿真

3.3 改进的解调方式

3.3.1 改进型调制的信道基础

3.3.2 多径信道采用的接收方式

3.3.3 MATLAB中仿真结果分析

3.4 本章小结

4 系统的硬件电路实现

4.1 DM642硬件电路

4.1.1 DM642芯片

4.1.2 AIC23语音编解码芯片

4.1.3 DM642硬件电路板

4.2 基于DM642的软件设计

4.2.1 设计软件CCS

4.2.2 设计思路

4.2.3 DSP中BIOS的应用

4.2.4 部分调制模块功能的硬件仿真实现

4.3 本章小结

结论

参考文献

附录

在学校研究成果

致谢