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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术是一种多载波调制技术,它具有多项非常突出的优点,如抗多径衰落能力强、频谱的利用率高、实现成本低等,在高速无线通信中有着非常广泛的应用,被认为是第四代无线通信系统(4G)的关键技术,成为许多专家和学者研究的对象。基于以上原因,本文研究和设计了OFDM通信系统中的主要功能模块。 本文首先简单介绍了 OFDM技术的发展历史和在各领域的应用状况,以及OFDM技术的优势和缺点。之后对OFDM调制解调的数学模型,及其与快速傅里叶变换之间的关系做了详细的介绍。接着又详细解释了在OFDM系统中添加循环前缀而消除符号间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI)的原理。然后简要阐述了OFDM中的一些其他的关键技术,如信道估计、同步技术等等。 之后介绍了 OFDM基带部分的基本架构,并根据 IEEE802.16协议设定OFDM系统的主要参数,如OFDM符号周期、保护间隔等。然后介绍了FPGA芯片的特点和常规的设计流程,以及本论文设计所采用的FPGA芯片。接着对发射端和接收端的各个重要模块进行了全面细致的分析研究,在此基础上进行了本次设计并详细阐述本设计的理念及实现方法。然后基于Verilog语言编写了扰码、编码、交织、映射、循环前缀等模块的代码,另外为了提高设计的精度,降低设计的难度,其中时钟和IFFT模块的实现是采用Verilog程序和IP核相结合的方法。最后经过软件ISE10.1的综合和仿真,通过分析仿真波形,验证了各个模块设计的正确性。 总之,本文的主要工作是完成 OFDM系统主要模块的设计和仿真。实现OFDM系统的方法众多,各有优劣,而本设计综合了多种方法的优点,取长补短,为OFDM通信系统的进一步改进提供了参考。