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IEEE802.11a基带调制器的FPGA实现与降低信号峰平比的方法研究

胡俊  
【摘要】:随着通信技术的不断进步,现代通信网络正快速地向包括数据、语音、图像的综合宽带多媒体方向发展,人们对通信质量、通信速度和通信内容都提出了新的要求。于是,容量更大、传输速率更高的Beyond 3G移动通信系统成为目前研究的热点,其核心的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)传输技术,更是凭借其出色的抗多径信道衰落特性和极高的频谱利用率引起了广泛的关注。与此同时,为了消除通信网络“最后一公里”的瓶颈,各种宽带无线接入技术凭借其组网快速灵活、运营维护方便及成本较低等竞争优势,迅速成为市场热点。无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)技术就是其中的典型代表之一。特别地,IEEE802.11a物理层协议规范中同样使用到OFDM传输技术。 未来通信网络的目标是向基于IPv6核心网的全IP包的传输方向发展,越来越多的通信系统具有“突发传输”的特征。本文正是在此背景下,对基于IEEE 802.11a协议规范的分组OFDM突发传输系统进行了研究。 文章以IEEE 802.11a协议物理层标准为基础,依据自主设计的宽带多载波硬件平台所提供的条件,提出一种面向OFDM符号操作、数据并行处理的方案,并采用大规模可编程逻辑器件FPGA实现OFDM系统基带调制器。文中联系OFDM系统发送端物理层的成帧流程,详细地介绍了各工作模块的功能、设计思路和硬件实现结构。并结合硬件调试过程,对相关的测试结果进行了分析。 同时,针对OFDM系统发送端信号峰值平均功率比(Peak-to-Average Power Radio,PAPR)较高,经过大功率放大器(High Power Amplifier,HPA)时产生非线性失真,造成系统性能恶化的现象,对降低峰值平均功率比的一些方法进行了初步研究。通过分析自适应预失真技术和数据编码(Golay互补序列编码)技术的原理,提出降低系统峰值平均功率比的具体方法,并给出相应的计算机仿真结果和模块FPGA硬件实现的思路。


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