1、引言

　　信息化已經成為社會發展的大趨勢。信息化是以數字化為背景的，而DSP技術則是數字化最重要的基本技術之一。DSP處理器是專門設計用來進行高速數字信號處理的微處理器。與許多通用的CPU和微控制器（MCU）相比，DSP處理器在結構上采用了許多的專門技術和措施來提高處理速度。DSP處理器與通用微處理器不同，它沒有采用將程序代碼和數據公用一個公共的存儲空間和單一的地址與數據總線的馮諾依曼結構（Von Neumann Architecture），而是毫無例外的將程序代碼和數據的存儲空間分開，各有自己的地址與數據總線，即所謂的哈佛結構（Harvard Architecture），增大了處理器的數據交換能力。

　　OFDM（正交頻分復用),是直接利用離散傅里葉變換（DFT）,實現的一種多載波調制技術，它采用并行傳輸，將所傳送的高速數據分解并調制到多個相互交疊并且正交的子信道中，使得每個子通道的碼元寬度大于擴展延時，若在碼元之間增加一定長度的保護間隔，則多徑傳輸引起的碼間串擾基本被消除。OFDM的上述特點使其特別適于在存在多徑傳播和有多普勒頻移的移動無線傳輸信道中傳輸高速數據。目前應用于電力線通信，數字聲廣播（DAB）和歐洲高清晰度電視傳輸標準（DVB-T）, 無線局域網（WLAN）等業務中。

　　論文在TMS320C5509DSP上根據系統的總體框圖，實現OFDM基帶系統的設計，并給出了具體的性能指標。

　　2、OFDM系統的設計實現

　　2．1 實現系統的任務流程圖

　　系統每幀可以傳送56bits的有效信息，數據的傳輸速率將達到100kbit/s，并且為了減小傳輸過程中的信道的不理想，用了BSPK對信源進行編碼映射，在傳輸過程中，傳輸的是時域的信號，但是實際有用的是這些時域信號的頻譜，這些信號在時域中是無規則的隨機信號，但在其頻譜上的各個子載波攜帶著需傳輸的信息。現工作框圖如圖1：

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　　圖1.?? 系統的任務框圖

　　整個系統由DSP和FPGA、D/A、A/D以及一些其他的硬件共同完成。任務流程是由DSP接受由串/并轉換過后的并行數據，在DSP內進行BPSK信源編碼，將0和1分別映射為0xbffd 和0x3fff兩個十六進制的數，再送入IFFT單元將數據變到時域進行處理，然后把數據加上循環前綴，串行送給FPGA進行處理，由FPGA將數據發送給接收板。接收板上由FPGA接到數據進行一系列處理后，將數據又串行傳給接收板的DSP。在接收板的DSP上將接受到的數據移走循環前綴，送入FFT單元將數據還原到頻域，然后以0為門限進行判決，映射后得到最早的原始數據。

　　2．1? 任務流程詳解

　　原始數據每幀攜帶56bit的二進制信息（即只有0和1兩種取值），在框圖中D/A和A/D部分都是由專門的硬件來完成，項目選用的是ADS828e，和DAC902u。

　　發送部分：

　　信源編碼部分我們采用的是BPSK，為的是進一步增大信號間的歐式距離，通過計算，我們決定選用0xbffd 和0x3fff兩個16進制的數來分別代表0和1。由于FFT變換要求數據是2N個數據，所以將數據插入若干個零來補足。具體做法是，將映射后的第28個數據位置開始插入7個零。由于零頻時不能有信號（為了無直流分量），在幀的開始不傳信息，將第一個數插入零（不是0xbffd），把56個數變為64個數，在接收板上將把同樣位置的16個數去掉。

　　將編碼映射后的16位數進行64點的IFFT，把數據由頻域變換到時域，等候下一步處理。

　　在OFDM系統中，為了防止多徑延遲，必須加上循環前綴，而這些循環前綴又不能破壞子信道間的正交性，于是將最后16位數提到前面來形成80個數。具體做法是，在IFFT完成后，要加上循環前綴才能將數據發送給FPGA，將數據的最后16位復制到數據開頭（原來的16個數不動），把數據變為80個，送給串口發送給FPGA。

　? 在FPGA上進行FIR濾波，和一系列處理后，發送板的任務完成，接下來就將數據送給接收板。

　　接收部分：

　　由接收板上的FPGA接收到發送板送來的數據，經過一系列處理后將數據串行送給DSP等待進一步處理。

　　接收板的DSP接收到FPGA發過來的80個串行數據后，先將循環前綴去掉，即去掉前16位數，將80位的數據變為64位，交給下一步處理。

　　在把數據變回為64位后，將數據進行FFT變換，由時域變回頻域，交由下一步處理。

　　在進行判決之前，先要把插入的16個數去掉，將64位數變為56位，然后進行判決，BPSK有一個好處就是判決時可以直接以零為門限。經過判決后，將數據還原成原來的初試值。

　　綜上所述，在DSP部分，共有10項任務，

　　發送端

　　1.BPSK編碼和插入數據（數據個數由56變為64個）

　　2.作N=64的IFFT變換，將頻域的數據變到時域。

　　3.加入循環前綴（數據個數由64個變為80個），防止多徑延遲。

　　4.通過DMA將數據送到Mcbsp發給FPGA。

　　接收端

　　5.由Mcbsp接到數據通過DMA存入數據空間（此時數據應該與第四步結束時相同）。

　　6.去掉循環前綴（數據個數又由80個變為64個，此時數據應該與第三步結束時相同）

　　7.作64點FFT變換（此時結果應該與第一步結束時相同）

　　8.去掉插入的數據，反映射（數據個數由64個變為56個，此時結果應該與第一步開始時相同）并解碼。