本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的WBAN窄帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)逐漸被應(yīng)用到娛樂、軍事和醫(yī)療等領(lǐng)域。作為WSN的一個(gè)分支,以人體為中心的無線體域網(wǎng)(WBAN)受到越來越多的關(guān)注。目前,IEEE組織定義的WBAN與WSN在很多方面有相似之處。但因?yàn)闊o線體域網(wǎng)是以人體為中心的網(wǎng)絡(luò),所以需要對無線傳輸技術(shù)、能耗和信道模型等問題做深入研究。本文首先介紹了無線體域網(wǎng)的概念和研究現(xiàn)狀以及研究意義,然后對IEEE組織提出的WBAN的物理層、MAC層、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和安全模式進(jìn)行了闡述。在深入研究IEEE 802.15.6標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出了WBAN窄帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。從理論的角度,對WBAN窄帶系統(tǒng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的各功能模塊的意義和原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究,主要包括BCH(63,51)信道編解碼、比特交織解交織、擾碼解擾等。本文在已確定的WBAN窄帶系統(tǒng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)方案的基礎(chǔ)上,提出了基于FPGA的WBAN嵌入式窄帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)流程。利用QUARTUS II 8.0的SOPC Builder工具生成了NIOS2 CPU,使用Verilog語言編寫各功能模塊,利用C語言在NIOS2 IDE 8.0上編寫了系統(tǒng)控制程序以及采用ADF7023芯片設(shè)計(jì)了射頻電路板。最后利用Altera Cyclone III系列的EP3C120F780C7開發(fā)板和射頻電路板對整個(gè)WBAN嵌入式窄帶系統(tǒng)進(jìn)行板級測試驗(yàn)證。在對整個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析后表明,本論文提出的基于FPGA的WBAN窄帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是合理的,可以滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：無線體域網(wǎng) 窄帶 FPGA IEEE 802.15.6 BCH
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-15
• 第一節(jié) 無線體域網(wǎng)的簡介9-11
• 第二節(jié) WBAN的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)11-13
• 第三節(jié) 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 IEEE 802.15.6 標(biāo)準(zhǔn)簡介15-27
• 第一節(jié) IEEE 802.15.6 物理層15-21
• 2.1.1 窄帶物理層16-17
• 2.1.2 超寬帶物理層17-19
• 2.1.3 人體通信物理層19-21
• 第二節(jié) IEEE 802.15.6 MAC層21-25
• 2.2.1 MAC幀結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2.2 MAC幀類型22-23
• 2.2.3 MAC層接入模式23-25
• 第三節(jié) WBAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25-26
• 第四節(jié) 安全模式26
• 第五節(jié) 本章小結(jié)26-27
• 第三章 WBAN窄帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真27-39
• 第一節(jié) 發(fā)射機(jī)各功能模塊的研究與設(shè)計(jì)27-30
• 3.1.1 BCH編碼27-28
• 3.1.2 擴(kuò)頻和比特交織28-29
• 3.1.3 擾碼29-30
• 第二節(jié) 接收機(jī)各功能模塊的研究與設(shè)計(jì)30-35
• 3.2.1 BCH譯碼30-35
• 3.2.2 解交織和解擾35
• 第三節(jié) 無線體域網(wǎng)信道35-36
• 第四節(jié) MATLAB仿真與分析36-38
• 3.4.1 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置36-37
• 3.4.2 系統(tǒng)仿真與分析37-38
• 第五節(jié) 本章小結(jié)38-39
• 第四章 基于FPGA的WBAN窄帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)39-59
• 第一節(jié) FPGA芯片及開發(fā)環(huán)境39-41
• 4.1.1 FPGA芯片簡介39-40
• 4.1.2 FPGA開發(fā)平臺40-41
• 第二節(jié) 基于FPGA的系統(tǒng)各功能模塊設(shè)計(jì)41-48
• 4.2.1 BCH編碼/解碼41-44
• 4.2.2 交織與解交織44-45
• 4.2.3 擾碼與解擾45-46
• 4.2.4 NIOS II IP核46-48
• 第三節(jié) FPGA與ADF7023之間的通信48-58
• 4.3.1 ADF7023概述48-51
• 4.3.2 ADF7023工作模式51-56
• 4.3.3 FPGA與ADF7023的SPI通信56-58
• 第四節(jié) 本章小結(jié)58-59
• 第五章 WBAN窄帶系統(tǒng)的板級驗(yàn)證59-64
• 第一節(jié) 系統(tǒng)板級驗(yàn)證流程59-60
• 第二節(jié) 系統(tǒng)板級驗(yàn)證結(jié)果分析60-63
• 第三節(jié) 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果70

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的WBAN窄帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：287943