本文關(guān)鍵詞： F-OFDM 信道編碼 可變子帶濾波器 Verilog HDL FPGA MATLAB　出處：《華僑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近幾年來,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)給人們的生活帶來了翻天覆地的變化,它改變了人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷�。隨著第四代移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)—4G LTE的廣泛應(yīng)用,第五代(5G)系統(tǒng)的研究也已經(jīng)展開,其中,信道編碼技術(shù)作為移動(dòng)通信系統(tǒng)中的最重要組成部分,已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外的廣泛研究。與前一代相比,5G不僅僅是一次技術(shù)的跨域,而且是泛互聯(lián)數(shù)字社會(huì)的基礎(chǔ)。在不久的將來,無論人與人,物與物,還是人與物之間,都需要進(jìn)行移動(dòng)互聯(lián),而對(duì)于不同的時(shí)間、場(chǎng)景、物體,對(duì)無線數(shù)字通信的具體要求也各不相同,這就對(duì)未來5G移動(dòng)通信提出了一系列嚴(yán)格要求:與現(xiàn)有的4G LTE無線通信系統(tǒng)相比,100倍的典型終端用戶數(shù)據(jù)速率,100倍的互聯(lián)設(shè)備數(shù)量,以及1,000倍的移動(dòng)數(shù)據(jù)量—連接至各種各樣的最終用戶應(yīng)用。為滿足這些需求,到目前為止,已出現(xiàn)了多種解決技術(shù)和方案,這包括:基于云的射頻接入網(wǎng)絡(luò),即虛擬化RAN;新的基帶RF體系結(jié)構(gòu)和新的聚束方法等。但這些方法都需要對(duì)現(xiàn)有的4G LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大幅度的改動(dòng),且對(duì)于它們的預(yù)期效果還處在研究階段,故還不能確認(rèn)這些技術(shù)或及其組合能否為5G網(wǎng)絡(luò)提供完整的和高性價(jià)比的解決方案。本論文在深入了解現(xiàn)有4G移動(dòng)通信的基礎(chǔ)上,分析對(duì)比了幾種新的信道編碼技術(shù),優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種基于F-OFDM信道編碼的移動(dòng)通信系統(tǒng),以現(xiàn)有的OFDM編碼技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求,在各子帶上增加合適的濾波器,以削弱各子帶的帶外頻譜泄露,并使用Matlab對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證,最后使用Cyclone V芯片進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn)。具體研究工作如下:(1)以IEEE 802.11a無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),使用Matlab軟件進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)和算法級(jí)的設(shè)計(jì),仿真檢驗(yàn)整個(gè)系統(tǒng)的性能,主要指標(biāo)包括誤碼率(Bit Error Rate,BER)和誤包率(Packet Error Rate,PER),并據(jù)此對(duì)各部分的設(shè)計(jì)和算法予以改進(jìn)。(2)使用Verilog HDL硬件描述語言分別優(yōu)化設(shè)計(jì)F-OFDM通信系統(tǒng)的發(fā)送和接收部分模塊,采用Modelsim軟件和Altera公司的FPGA芯片進(jìn)行功能仿真、時(shí)序仿真和硬件驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的模塊能滿足F-OFDM通信系統(tǒng)的要求。
[Abstract]:In recent years, mobile communication network service has brought great changes to people's life. It has changed every aspect of people's daily life. With the wide application of 4th generation mobile cellular system -4G LTE, The research of the fifth generation 5G) system has also been carried out. As the most important part of the mobile communication system, channel coding technology has been widely studied at home and abroad. And it's the foundation of a universal digital society. In the near future, whether people, things or things, they need to move and interconnect, and for different times, scenes, objects, The specific requirements for wireless digital communication are also different, which puts forward a series of strict requirements for the future 5G mobile communication: 100 times the number of typical end-user data rate 100 times the number of interconnected devices compared with the existing 4G LTE wireless communication system. And 1,000 times the amount of mobile data connected to a variety of end-user applications. To meet these needs, a variety of technologies and solutions have emerged so far, including cloud-based radio frequency access networks. That is, virtualization RANs; new baseband RF architecture and new bunching methods, etc. But these methods need to be greatly modified to the existing 4G LTE networks, and their expected effects are still in the research stage. Therefore, it is not certain whether these technologies or their combinations can provide a complete and cost-effective solution for 5G networks. Based on a thorough understanding of the existing 4G mobile communications, several new channel coding techniques are analyzed and compared. A mobile communication system based on F-OFDM channel coding is designed. Based on the existing OFDM coding technology and according to the requirements of different application scenarios, appropriate filters are added to each sub-band to reduce the out-of-band spectrum leakage of each sub-band. Finally, Cyclone V chip is used to implement FPGA. The specific research work is as follows: based on IEEE 802.11a WLAN standard, Matlab software is used to design system level and algorithm level. The performance of the whole system is verified by simulation. The main indicators include bit Error rate per) and packet Error rate per, according to which the design and algorithm of each part are improved. (2) using Verilog HDL hardware description language to optimize the design of sending and receiving modules of F-OFDM communication system, respectively. The functional simulation, timing simulation and hardware verification are carried out by using Modelsim software and Altera FPGA chip. The experimental results show that the designed module can meet the requirements of F-OFDM communication system.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN929.5

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