学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

B3G系统关键技术的FPGA设计与实现

作　者: 张骊川
导　师: 李少谦
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: B3G FPGA OFDM解调 时间同步 频率同步
分类号: TN791
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 314次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来,随着人们对高速数据传输和多媒体业务需求的不断增长,多入多出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)技术已成为无线移动通信领域的研究热点。由于能够显著改善频谱效率、提高数据传输速率和系统容量,MIMO-OFDM技术被广泛认为是后三代移动通信系统(B3G)的关键技术。然而,OFDM对频率偏移非常敏感,因此同步技术也成为B3G系统的关键技术之一,备受关注。在国家“863”FuTURE计划中,电子科技大学负责B3G TDD方式下OFDM下行链路的设计,其硬件实现主要是基于现场可编程门阵列(FPGA)进行开发。该链路由数字基带发送板、多天线发送板、多天线接收板、信道估计与MIMO板和数字基带接收板构成。本文负责多天线接收板的开发工作,即针对同步、OFDM解调进行FPGA设计、编程实现、仿真测试和电路验证,最终实现B3G TDD下行链路的联通,使系统性能符合设计要求。前两章概述了本文的研究背景、课题来源,并简单介绍了在本文FPGA设计中用到的开发工具、仿真软件、测试软件和所选器件等。主要器件为Xilinx公司的XC2VP70芯片和AD公司的模数转换器AD6644。第三章详细介绍了B3G TDD下行链路中同步技术和OFDM解调的算法原理,并从硬件实现的角度对其进行了一定的改进。第四章首先简介全链路的总体硬件实现方案,然后对同步、OFDM解调部分各功能模块的FPGA设计进行详细阐述,给出各模块的实现结构框图和仿真波形图。主要包括时间同步模块、频率粗同步模块、频率精同步模块、定时恢复模块、尾帧检测模块、AGC/AFC辅助模块、OFDM解调模块和Rocket I/O接口模块等。第五章基于多天线接收板对FPGA设计进行了电路验证,通过ChipScope软件观测芯片内的状态转换、数据处理等信息,证明了设计的正确性。同时,对资源占用情况和系统运行速度进行了小结。最后,第六章对全文进行了概括性总结,明确了下一步有待进行的工作和未来的一些研究方向。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
图形列表  9-12
表格列表  12-13
缩略语对照表  13-16
第一章 引言  16-19
  1.1 移动通信系统的发展  16
  1.2 B3G 的系统定义及技术要求  16-17
  1.3 本论文的主要研究内容和贡献  17-18
    1.3.1 课题来源  17
    1.3.2 本论文内容安排  17-18
  1.4 小结  18-19
第二章 开发环境与工具  19-26
  2.1 FPGA 设计的一般流程  19
  2.2 开发工具  19-22
    2.2.1 ISE  20
    2.2.2 ModelSim  20-21
    2.2.3 ChipScope  21-22
    2.2.4 Verilog 硬件描述语言  22
  2.3 器件简介  22-25
    2.3.1 Xilinx Virtex-II Pro 系列XC2VP70 芯片  23-24
    2.3.2 模数转换器AD6644  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章 B3G TDD 下行链路中的同步技术和OFDM 解调  26-42
  3.1 OFDM 技术介绍  26-28
    3.1.1 OFDM 基本原理  26-27
    3.1.2 OFDM 优缺点  27-28
  3.2 同步技术介绍  28-31
    3.2.1 时间同步和频率同步  28-29
    3.2.2 常用同步技术概述  29-31
  3.3 B3G TDD 下行链路中的同步技术和OFDM 解调  31-41
    3.3.1 B3G TDD 下行链路简介  31-33
    3.3.2 B3G TDD 下行链路的同步技术  33-39
    3.3.3 B3G TDD 下行链路的OFDM 解调  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章 同步技术和OFDM 解调的FPGA 设计与实现  42-69
  4.1 B3G TDD 下行链路的FPGA 总体设计  42
  4.2 多天线接收板的FPGA 设计  42-44
  4.3 同步技术的FPGA 设计与实现  44-59
    4.3.1 时间同步模块  45-47
    4.3.2 频率粗同步模块  47-52
    4.3.3 频率精同步模块  52-54
    4.3.4 定时恢复模块  54-57
    4.3.5 尾帧检测模块  57-58
    4.3.6 AGC/AFC 辅助模块  58-59
  4.4 OFDM 解调的FPGA 设计与实现  59-68
    4.4.1 单天线OFDM 解调模块  60-64
    4.4.2 Rocket I/O 接口模块  64-68
  4.5 本章小结  68-69
第五章 设计验证与性能分析  69-79
  5.1 设计验证  69-77
    5.1.1 设计验证流程  69
    5.1.2 模块的验证结果  69-74
    5.1.3 链路的验证结果  74-77
  5.2 性能分析  77-78
    5.2.1 资源占用  77-78
    5.2.2 运行速度  78
  5.3 本章小结  78-79
第六章 总结  79-80
致谢  80-81
参考文献  81-83
硕士研究生期间的研究成果  83-84
个人简历  84

相似论文

  1. 基于FPGA的电磁超声检测系统的研究,TH878.2
  2. 基于FPGA的五相PMSM驱动控制系统的研究,TM341
  3. LXI任意波形发生器研制,TM935
  4. 基于FPGA的射频功放数字预失真器设计,TN722.75
  5. 突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现,TN919.3
  6. 直扩系统抗多径性能分析及补偿方法研究,TN914.42
  7. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  8. 基于FPGA的多用户扩频码捕获研究及硬件仿真,TN914.42
  9. 基于FPGA的数字图像处理基本算法研究与实现,TP391.41
  10. 基于FPGA的高速图像预处理技术的研究,TP391.41
  11. 基于FPGA的高速数字图像采集与接口设计,TP274.2
  12. 基于FPGA的电感传感器数据采集系统的研制,TP274.2
  13. 基于Nios的串行总线分析仪研制,TP274
  14. 基于FPGA-RocketIO_X的PMC高速数据传输板开发,TP274.2
  15. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  16. LXI计数器研制,TP274
  17. 基于FPGA的高速实时数据采集系统,TP274.2
  18. 基于Nios Ⅱ的GPS信息接收系统设计,TN967.1
  19. 温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究,TQ560.7
  20. FPGA在低压SVG中的应用,TN791
  21. 通用型LCD检测系统设计,TN873.93

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
© 2012 www.xueweilunwen.com