FPGA实现OFDM基带处理与MATLAB仿真研究

本文主要探讨了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术在无线通信和光通信领域的应用，并基于802.11a无线通信协议，详细阐述了使用FPGA实现OFDM基带收发功能的设计与实现过程。此外，还提到了将该技术应用于光通信的潜在可能性，利用FPGA的强大处理能力和高速光学调制技术。 在无线通信中，OFDM因其高效频谱利用率、抗符号间干扰(ISI)的能力和易于硬件实现等优点而被广泛应用。在光通信领域，OFDM被视为超高速、超大容量、超长距离光通信的未来关键技术。本文的作者在硕士论文中，设计了一个FPGA实现的OFDM系统，能够达到100Mbps的线路速率，并提出将802.11a协议中的技术移植到光通信的构想。 论文详细介绍了FPGA实现的几个关键功能： 1. 加扰/解扰：通过加扰可以避免数据流中连续的“0”或“1”，提高系统的抗噪声性能。 2. 卷积编码/Viterbi解码：用于系统纠错，提高数据传输的可靠性。 3. 交织/解交织：将突发错误分散为随机错误，利于后续的纠错处理。 4. QAM映射/解映射：数据通过QAM调制转换为矢量形式，以便进行IFFT/FFT操作。 5. IFFT/FFT：使用快速傅里叶变换(FFT)算法实现OFDM调制和解调。 6. 各种同步模块：包括分组同步、载波同步、符号同步、信道估计与均衡、采样频率同步和剩余相位跟踪，确保OFDM接收机的准确同步。 在MATLAB仿真的结果中，系统在低至1dB的信噪比下，误码率仍能保持在10-2以下；当信噪比达到5dB及以上时，误码率接近于零，这充分证明了该设计的有效性和稳定性。 关键词涉及：相干光正交频分复用、802.11a协议、OFDM同步、基带信道估计。这篇论文对理解OFDM在无线和光通信中的应用，以及FPGA在实现这些高级功能中的作用，提供了深入的理论和技术支持。