WiMAX系统基带处理器的研究与实现

摘要

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)作为一种新兴的面向无线城域网(Wireless Metropolitan Area Network，WMAN)的宽带接入方案，可以为高速数据应用提供更出色的移动性。WiMAX技术包含IEEE802.16d(也称IEEE802.16-2004)和IEEE802.16e(也称IEEE802.16-2005)两大标准，本文正是基于对IEEE802.16d为基础的WiMAX系统基带处理器的研究。 文章首先通过对无线宽带接入的简要介绍，然后引出了本文的讨论目标：WiMAX技术，并对WiMAX的标准、产业情况和IEEE802.16技术的特点作了分析介绍。之后，对以IEEE802.16d为基础的正交频分复用（OFDM）作了理论分析和说明。 目前，针对WiMAX技术的理论研究很多，但对其硬件实现的讨论偏少，正是在这种背景之下，本文对基于IEEE 802.16协议的WiMAX基带系统进行了研究，重点讨论了其可编程的通用硬件平台的设计问题，并提出了一个完整的基带处理器硬件平台的解决方案。整个系统采用CPU+DSP+FPGA架构，其最大的特点是结构灵活，有较强的通用性，适于模块化设计，从而能够提高算法效率：同时其开发周期较短，系统易于维护和扩展，适合于实时信号处理。 此后，重点介绍了以FPGA为基础的基带处理器接口逻辑的实现，这个模块也是基带处理器系统的重要组成部分。用ALTERA的 IP设计实现了FFT/IFFT，很好的满足了802.16基带OFDM调制/解调的要求，具有占用资源少、效率高等优点。为了满足基站传输的需求，通过比较选择，提出了采用CPRI协议来实现数据传输，并对其特点、实现方式进行了详细的分析说明；同时还分析了CPRI的控制通路——HDLC模块的特征，并提出了其实现方式。