【正文】 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30附錄 主要英文縮寫語對(duì)照表縮略語 中文全稱 英文全稱OFDM 正交頻分復(fù)用 Orthogonal Frequency Division MultiplexingDFFT 離散快速傅里葉變換 Discrete Fast Fourire TransformISI 碼間干擾 intersymbol interferenceICI 信道間干擾 Digital Cross ConnectMSTP 多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái) Multi Service Transport PlatformPAR 峰值平均功率比 PecktoAverage RatioFPGA 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 Field Programmable Gate Array。 深深感謝我的父母，我這二十多年成長(zhǎng)中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都凝聚著他們的心血和關(guān)愛 感謝他們大學(xué)階段給我的支持和鼓勵(lì)，沒有他們無私的愛，我不可能一步一步走到今天，我所有的收獲都來自我父母?jìng)ゴ蟮母冻?。肖老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、忘我的工作熱情以及平易近人的作風(fēng)是我學(xué)習(xí)的榜樣和動(dòng)力。 總之，設(shè)計(jì)出在實(shí)際應(yīng)用中可大力應(yīng)用的 OFDM 系統(tǒng)，還有很多的工作需要完成和改善，如果可以解決這些問題，必將帶來高速便捷的寬帶通信新時(shí)代武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28參考文獻(xiàn)[1] 佟學(xué)儉,羅濤. 移動(dòng)通信技術(shù)原理與應(yīng)用[M]. 北京：人民郵電出版社 , 2022[2] 堂向宏 ,岳恒立 , 及在電子信息類課程中的應(yīng)用[M].北京：北京人民郵電出版社,2022.[3] 郭梯云,鄔國揚(yáng),李建東.《移動(dòng)通信》[M]. 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2022[4] 系統(tǒng)同步技術(shù)研究[D] 大連理工大學(xué),[5] [M]. 廣州 廣東通信技術(shù)出版社  [6] . 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技術(shù)具有在雜波干擾下傳送信號(hào)的能力，因此常常會(huì)被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質(zhì)中。這就對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)放大器的線性度提出了很高的要求，因此可能帶來信號(hào)畸變，使信號(hào)的頻譜發(fā)生變化，從而導(dǎo)致各個(gè)子信道間的正交性遭到破壞，產(chǎn)生干擾，使系統(tǒng)的性能惡化。然而由于無線信道存在時(shí)變性，在傳輸過程中會(huì)出現(xiàn)無線信號(hào)的頻率偏移，例如多普勒頻移，或者由于發(fā)射機(jī)載波頻率與接收機(jī)本地振蕩器之間存在的頻率偏差，都會(huì)使得 OFDM 系統(tǒng)子載波之間的正交性遭到破壞，從而導(dǎo)致子信道間干擾（ICI） ，這種對(duì)頻率偏差的敏感性是 OFDM 系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)之一。(5) 抗窄帶干擾因?yàn)檎瓗Ц蓴_只能影響一小部分的子載波，因此 OFDM 系統(tǒng)可以在某種程度上抵抗這種窄帶干擾。2/BaudHz(4) 可以采用 IDFT 和 DFT 方法來實(shí)現(xiàn)各個(gè)子信道中的正交調(diào)制和解調(diào)可以采用 IDFT 和 DFT 方法來實(shí)現(xiàn)。而 OFDM 系統(tǒng)由于各個(gè)子載波之間存在正交性，允許子信道的頻譜互相重疊，因此與常規(guī)的頻分復(fù)用系統(tǒng)相比，OFDM 系統(tǒng)可以最大限度地利用頻譜資源。這對(duì)接收機(jī)的復(fù)雜度是個(gè)很大的簡(jiǎn)化。由于 OFDM 在每個(gè)子信道上通常經(jīng)歷的是平坦衰落，所以可以方便的對(duì)各個(gè)子信道進(jìn)行頻域均衡。(2) 具有很強(qiáng)的抗信道衰落能力在 OFDM 中由于并行數(shù)據(jù)碼元周期很長(zhǎng)，一般大于深衰落的延續(xù)時(shí)間，通常衰落發(fā)生在某個(gè)子載波上，這時(shí)通過各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼，便可恢復(fù)。 OFDM 技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1) 適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸它將高速串行數(shù)據(jù)分割成多個(gè)子信號(hào)，降低碼元速率，相應(yīng)延長(zhǎng)了碼元周期；當(dāng)傳輸?shù)姆?hào)周期大于最大延遲時(shí)間時(shí)就能夠有效的減弱多徑擴(kuò)展的影響。作為 OFDM 系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)之一的信道估計(jì)，它的性能直接影響到未來移動(dòng)通信的通信品質(zhì)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)己確定，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)己處于研究和試驗(yàn)階段。但這個(gè)均方誤差值均小于 ，完全能夠滿足系統(tǒng)510?設(shè)計(jì)要求。這個(gè)誤差的來源主要有兩個(gè)方面，一方面是因?yàn)椴捎枚c(diǎn)數(shù)計(jì)算，轉(zhuǎn)換過程中有一定的舍入誤差。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24圖 OFDM 仿真波形圖 仿真結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證將 Verilog 的仿真結(jié)果與 MATLAB 的仿真結(jié)果進(jìn)行比較，圖 展示的是Verilog 仿真值與 MATLAB 計(jì)算結(jié)果的均方誤差。前導(dǎo)仿真波形圖如圖 所示。第一個(gè)符號(hào)讀取完畢后繼續(xù)從 ROM 中重復(fù)讀取第 2 至第 8 個(gè) SYNCP，此時(shí)已讀取了 8個(gè) SYNCP。圖 前導(dǎo)生成函數(shù)結(jié)構(gòu)圖函數(shù)內(nèi)部設(shè)置計(jì)數(shù)器變量 t，讀取 個(gè)符號(hào)。圖 添加循環(huán)前綴和加窗函數(shù)仿真波形 前導(dǎo)生成模塊首先將一個(gè)符號(hào)的 SYNCP 的數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在 256*16bit 的 ROM 中，SYNCM 采用 SYNCP 取反的結(jié)果，不會(huì)單獨(dú)再存放于 ROM 中。 循環(huán)前綴的方案采用重復(fù)讀取 RAM 中的數(shù)據(jù)的方式，將一部分?jǐn)?shù)據(jù)重復(fù)復(fù)制，從而形成循環(huán)前綴。該 IP 核處理速度快、占用資源少、使用方便，能夠滿足本設(shè)計(jì)的應(yīng)用要求。圖 BPSK 映射仿真波形武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20圖 DBPSK 映射仿真波形 IFFT 前數(shù)據(jù)處理IFFT 前數(shù)據(jù)處理的主要目的是實(shí)現(xiàn)輸入 IFFT 的數(shù)據(jù)流的控制，使輸入數(shù)據(jù)能夠滿足 IFFT 模塊的處理數(shù)據(jù)的要求。數(shù)據(jù)進(jìn)行 BPSK/DBPSK 映射的時(shí)候，由于調(diào)制方式差異的原因，如果DATA 緊跟著 FCH 輸入完就輸入進(jìn)行 DBPSK 映射，那么 DBPSK 的輸出會(huì)比BPSK 輸出晚兩個(gè)時(shí)鐘才會(huì)開始，所以需要讓 DATA 提前兩個(gè)時(shí)鐘輸入。R O MB P S K / D B P S K映射I F F T 前數(shù)據(jù)處理I F F T添加循環(huán)前綴和加窗前導(dǎo)生成模塊成幀模塊O F D M 幀R O MS Y N C PD A T AF C H圖 OFDM 調(diào)制器的結(jié)構(gòu)框圖 子模塊仿真分析 BPSK/DBPSK 映射本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)源 FCH 和 DATA 預(yù)先存儲(chǔ)于 ROM 模塊中，模塊設(shè)計(jì)方案為當(dāng) FCH 數(shù)據(jù)輸入使能信號(hào) en_FCH 有效時(shí)，輸入 FCH 待映射數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)out_map 為 BPSK 映射的 FCH；若 DATA 數(shù)據(jù)輸入使能信號(hào) en_DATA 有效時(shí)，輸入 DATA 待映射數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù) out_map 為 DBPSK 映射的 Data。 成幀模塊圖 一幀信號(hào)波形圖圖 一幀信號(hào)的功率譜示意圖第 5 章 OFDM 調(diào)制器的 Verilog 仿真 OFDM 調(diào)制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0 2022 4000 6000 8000 10000 12022 14000 16000 0 OFDM位 位0 1 2x 10530201001020304050位 位 (位 位 Hz)位位位位位/dB位 位 位 位 位 位武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18圖 為 OFDM 調(diào)制器 Verilog 仿真的結(jié)構(gòu)框圖，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于 G3PLC 協(xié)議。示意圖如下：圖 符號(hào)的覆蓋疊加 前導(dǎo)模塊 前導(dǎo)是由 8 個(gè) SYNCP 符號(hào)和 個(gè) SYNCM 符號(hào)連接后加窗后構(gòu)成，其中每個(gè) SYNCP 和 SYNCM 符號(hào)都包含了 256 點(diǎn)。圖 添加循環(huán)前綴02 35 8 I F F T2 5 5F C HD A T A取實(shí)部運(yùn)算S i g n a l_ i f f t00 循環(huán)前綴 C P c’0 … c ’2 9 c ’3 0 … … c ’2 8 5 帶循環(huán)前綴的數(shù)據(jù)塊 O F D M符號(hào) c0 c1 c2 … … c2 2 6…c2 5 5 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 加窗模塊采用特定的窗函數(shù)，每個(gè)符號(hào)邊界的 8 個(gè)采樣點(diǎn)使用升余弦函數(shù)，其余采樣點(diǎn)窗函數(shù)值設(shè)置為 1。圖 IFFT 模塊結(jié)構(gòu)圖 添加循環(huán)前綴由于信道具有記憶性，導(dǎo)致結(jié)果輸出不僅與當(dāng)前輸入塊有關(guān)，還與上一個(gè)輸入塊有關(guān)，這樣就引起了塊間干擾(ISI)。S Y N C PSYNCMS Y N C MS Y N C PS Y N C PS Y N C PS Y N C PS Y N C PS Y N C PS Y N C P F C H 1 F C H 3 … F C H 1 3OVERLAPG IF C H 1OVERLAPG IOVERLAPG IOVERLAPG IOVERLAPG ID 1P r e a m b l eF C H… …D A T AB P S K 映射D B P S K 映射I F F T添加循環(huán)前綴加窗成幀模塊前導(dǎo)生成模塊F r a m eD A T AF C H武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15 IFFT 模塊在進(jìn)行 IFFT 運(yùn)算時(shí)，IFFT 的輸入為 36 個(gè)子載波，其中第一個(gè)子載波放置到第 23 號(hào)位置，最后一個(gè)子載波放置到第 58 號(hào)位置，其余位置補(bǔ)零。最后在信號(hào)的頭部位置加上前導(dǎo)碼，形成 OFDM 幀，進(jìn)行發(fā)送。為消除 ISI 和多徑造成的 ICI 的影響，添加循環(huán)前綴，循環(huán)前綴大小為 30 采樣點(diǎn)。數(shù)據(jù)源 FCH 和 DATA 使用預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) (0、1 比特流)，數(shù)據(jù)大小分別為 3613 比特和 3640 比特。對(duì)于子數(shù)量龐大的 OFDM 系統(tǒng)來說，可