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第1章 正交频分复用系统的基本原理1

1.1 无线通信系统1

1.2 OFDM系统发展历史与现状3

1.2.1 发展历史3

1.2.2 应用现状3

1.3 OFDM系统的基本原理4

1.3.1 OFDM系统的数学模型4

1.3.2 FFT在OFDM系统中的应用6

1.3.3 保护间隔与循环前缀7

1.3.4 OFDM系统架构8

1.4 OFDM系统的主要特点10

第2章 应用OFDM技术的一个典型协议—IEEE 802.11a协议13

2.1 无线局域网标准概述13

2.2 IEEE802.11无线局域网的介质访问控制（MAC）15

2.3 IEEE802.11a物理层协议16

2.3.1 主要参数16

2.3.2 物理层协议数据单元（PPDU）帧结构18

2.3.3 信道构成25

第3章 OFDM基带处理器总体架构28

3.1 IEEE 802.11a基带处理器的发射端总体结构28

3.2 IEEE 802.11a基带处理器接收部分总体架构30

3.3 基带处理器的工作时钟31

3.3.1 工作时钟分析31

3.3.2 Spartan-3E DCM模块结构32

3.3.3 工作时钟生成模块的实现33

3.4 数据格式35

第4章 OFDM发射机设计与实现36

4.1 训练序列的生成37

4.1.1 短训练序列结构37

4.1.2 长训练序列结构38

4.1.3 训练序列的生成方法39

4.1.4 训练序列生成模块的实现42

4.2 发射机Symbol生成过程45

4.2.1 发射机的信号处理流程45

4.2.2 Signal符号生成过程46

4.2.3 Data Symbol生成过程47

4.3 扰码模块48

4.3.1 扰码原理及设计方法48

4.3.2 扰码模块的实现49

4.4 信道编码51

4.4.1 线性分组码51

4.4.2 循环码51

4.4.3 BCH码52

4.4.1 卷积码52

4.4.5 删余53

4.4.6 多码速卷积编码54

4.4.8 多码速卷积码硬件结构与实现54

4.5 交织60

4.5.1 分组交织器原理60

4.5.2 卷积交织器原理60

4.5.3 802.11a中的交织61

4.6 Data符号调制—16QAM66

4.6.1 OFDM中的调制66

4.6.2 QAM（正交幅度调制）66

4.6.3 16QAM67

4.6.4 模块实现68

4.7 导频插入70

4.7.1 导频的位置和极性70

4.7.2 导频插入模块的硬件结构71

4.7.3 导频插入模块的实现72

4.8 IFFT/FFT75

4.8.1 IFFT/FFT原理75

4.8.2 基22DIF FFT的硬件结构80

4.8.3 运用IP Core实现IFFT/FFT81

4.9 循环前缀与加窗处理88

4.9.1 循环前缀88

4.9.2 加窗90

4.9.3 模块实现91

4.10 发射机主控单元94

4.10.1 主控单元的工作任务94

4.10.2 主控单元的状态机设计94

第5章 OFDM接收机同步100

5.1 引言100

5.2 IEEE 802.11a中的同步100

5.3 分组检测101

5.3.1 分组检测常用算法101

5.3.2 延时相关加长度保持算法的硬件结构106

5.3.3 分组检测的实现115

5.4 载波同步117

5.4.1 载波同步的时域和频域方法117

5.4.2 载波同步时域算法的硬件结构119

5.4.5 载波同步的实现130

5.5 符号同步132

5.5.1 符号同步的原理133

5.5.2 符号同步算法的简化133

5.5.3 符号同步偏移的影响134

5.5.4 符号同步的硬件结构135

5.5.3 符号同步的实现143

5.6 采样频率同步145

5.6.1 采样频率同步的原理145

5.6.2 采样频率同步的硬件实现149

5.6.3 采样频率同步的实现162

5.7 剩余相位跟踪164

5.7.1 剩余相位跟踪的原理165

5.7.2 剩余相位跟踪的硬件实现166

5.7.3 剩余相位跟踪的实现172

第6章 OFDM接收机均衡、解调与解码176

6.1 信道估计与均衡176

6.1.1 信道估计方法177

6.1.2 频域上信道估计与均衡设计方法178

6.1.3 频域信道估计与均衡的硬件实现结构179

6.1.4 频域信道均衡的实现184

6.2 解调186

6.2.1 解调原理186

6.2.2 16QAM解调的设计方法187

6.2.3 动态星座图调整188

6.2.4 16QAM解调的硬件实现189

6.2.5 16QAM解调的实现192

6.3 解交织194

6.3.1 解交织的原理194

6.3.2 解交织的设计195

6.4 Viterbi译码器的设计202

6.4.1 Viterbi译码算法的理论分析202

6.4.2 802.11a中的Viterbi译码器设计205

6.4.3 Viterbi译码的实现222

6.5 解扰码224

6.5.1 解扰原理224

6.5.2 解扰模块的硬件设计225

6.5.3 解扰模块的实现227

第7章 集成开发环境ISE的使用230

7.1 创建一个新工程230

7.2 创建源代码文件235

7.3 利用计数器模板向导生成设计237

7.4 综合实现239

7.4.1 综合239

7.4.2 约束240

7.4.3 实现244

7.5 仿真245

7.5.1 创建Testbench波形源文件245

7.5.2 调用ModelSim进行仿真248

7.6 下载与配置251

7.7 片内逻辑分析仪ChipScope Pro简介255

7.8 ChipScope Pro Core Inserter256

7.9 ChipScope Pro Analyzer262

附录 Spartan-3E FPGA系统开发板简介271