正交频分复用技术(OFDM)是宽带无线通信中的关键技术,随着用户对实时多媒体业务和高速移动业务需求的迅速增加,由于其频谱效率高,抗多径衰落能力强,抗窄带干扰性能好的特点,OFDM技术正得到了广泛的应用。 本文从项目要求出发,对OFDM系统的物理层的关键技术进行了全面系统的研究,包括系统算法仿真和基于FPGA的硬件实现,并测试通过,本文还对OFDM技术与载波干涉扩频编码技术,差分调制技术以及多址技术的结合进行了深入研究,同时提出了一些新的算法和硬件实现方法,包括时域粗符号定时同步环节的改进Schmidl算法;具有硬件易实现性的基于导频的频率同步和采样同步算法:基于cordic算法的高速流水线浮点FFT处理器的硬件实现方法;基于cordic算法的频偏估计与补偿的硬件设计,全面提高系统速度的阵列除法器设计;能够同时应用于信道达到检测,符号同步估计和分数倍频偏估计的基于相关和迭代的SCA算法硬件实现。 第一章首先分析了现行宽带无线通信的局限性和发展需求,指出未来宽带无线通信的关键技术:OFDM技术和软件无线电技术。接下来叙述了OFDM技术的发展历史,分析了优缺点及应用前景。然后阐述了软件无线电中的基本思想,给出其关键技术。最后给出了本文的工作目标和基本要求。 第二章首先分析了无线通信信道的特征,然后详细描述了OFDM技术的基本原理。对OFDM子载波数目和保护间隔长短对系统抗多径衰落性能和多普勒频移的影响进行了深入研究,并提出了系统基本框图。 第三章主要对OFDM系统中的各种同步技术和信道估计技术进行研究,给出了各种典型的同步算法,并对其进行了讨论和研究,进行了仿真,比较了各自的优势和不足,并提出了一些新的算法。 第四章:首先提出了能有效抗拒子信道深衰落和窄带干扰,抑制峰均比的CI/OFDM技术,理论推导并验证了其全数字化实现方案,研究了其抑制峰均比性能和误码性能;然后阐述了差分调制技术基本原理,研究了其对抗拒一定子载波间干扰性能。 第五章:针对项目需求给出了整个宽带无线通信OFDM系统的解决方案。然后对系统的全数字化调制解调方案和基于FPGA实现进行了详细的阐述,并提出了一系列具有简单性,可行性和可高速运行的硬件实现方法。