本文關(guān)鍵詞：基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 超寬帶 正交頻分復(fù)用 壓縮感知 信道估計 現(xiàn)場可編程門陣列

【摘要】：隨著人們對通信信息量需求的日益增大,為了滿足未來不斷增長的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求,增加系統(tǒng)帶寬來提高傳輸速率是直接有效的方法,而超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)的大帶寬在提高傳輸速率方面具有明顯優(yōu)勢。3-10GHz是首個支持UWB通信的頻段,支持最高數(shù)據(jù)傳輸速率480Mbps; 60GHz頻段UWB通信系統(tǒng)可實現(xiàn)高于5Gbps傳輸速率的無線數(shù)據(jù)的傳輸。現(xiàn)有的3-10GHz標(biāo)準(zhǔn)、60GHz標(biāo)準(zhǔn)的UWB通信系統(tǒng)均規(guī)定OFDM是高速無線個域網(wǎng)的物理層方案之一,并且OFDM-UWB系統(tǒng)具有頻帶利用率高、抗符號串?dāng)_能力強和頻率選擇性衰落能力強等優(yōu)點,因此,研究OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)具有重要理論意義和很高的應(yīng)用價值。本文針對基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行了研究。提出了一種基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計方案,采用壓縮感知原理和FPGA技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了60GHz的 OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)。利用Altera公司的Stratix Ⅳ的FPGA芯片和采用VHDL語言設(shè)計了系統(tǒng)收發(fā)模塊,各個模塊是通過鎖相環(huán)(PLL)產(chǎn)生多時鐘控制存儲器,實現(xiàn)了基于IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的物理層OFDM幀結(jié)構(gòu)的組建和拆分。并采用壓縮采樣模塊中根據(jù)壓縮感知理論對接收機的信號進行壓縮采樣,采用多時鐘控制的乘法器級聯(lián)SRAM結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了壓縮采樣重構(gòu)算法,節(jié)約了存儲資源,通過多路并行的采樣電路降低了ADC采樣速率。信道估計模塊中通過多個乘法器級聯(lián)RAM通過OFDM幀結(jié)構(gòu)中插入導(dǎo)頻位置,進行信道估計。在Quartus Ⅱ開發(fā)環(huán)境下,采用Models im軟件對各個模塊進行了功能仿真,驗證了各模塊的準(zhǔn)確性。利用FPGA開發(fā)板對基于壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)進行了實驗,結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn)的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的通信功能。所設(shè)計基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)具有保密性好、抗多徑能力強、低復(fù)雜度、穿透力強等優(yōu)點,在無線個人局域網(wǎng)、無線高清多媒體接口、汽車?yán)走_(dá)、醫(yī)療成像等方面得到了廣泛的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶 正交頻分復(fù)用 壓縮感知 信道估計 現(xiàn)場可編程門陣列
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 學(xué)位論文主要創(chuàng)新點3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究意義9-12
• 1.2 基于壓縮采樣的OFDM-UWB的研究現(xiàn)狀12
• 1.3 FPGA開發(fā)過程介紹12-13
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容及組織安排13-15
• 第二章 OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)及其壓縮感知原理15-29
• 2.1 OFDM-UWB基帶系統(tǒng)原理15-21
• 2.1.1 信道編解碼原理16-17
• 2.1.2 數(shù)字調(diào)制解調(diào)原理17-19
• 2.1.3 組幀和解組幀原理19-20
• 2.1.4 IFFT和FFT原理20-21
• 2.1.5 插入和去除CP原理21
• 2.2 壓縮感知原理21-26
• 2.2.1 OFDM信號的壓縮感知理論21-22
• 2.2.2 壓縮采樣及其重構(gòu)算法原理22-25
• 2.2.3 基于壓縮感知的信道估計原理25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-29
• 第三章 基于壓縮感知的OFDM-UWB基帶系統(tǒng)設(shè)計與FPGA實現(xiàn)29-47
• 3.1 OFDM-UWB基帶模塊設(shè)計與FPGA實現(xiàn)29-39
• 3.1.1 信道編解碼模塊的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)30-32
• 3.1.2 64QAM調(diào)制解調(diào)模塊的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)32-33
• 3.1.3 組幀和解幀模塊的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)33-35
• 3.1.4 IFFT和FFT模塊的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)35-37
• 3.1.5 插入和去除CP模塊的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)37-39
• 3.1.6 OFDM-UWB基帶系統(tǒng)傳輸過程39
• 3.2 壓縮采樣設(shè)計與FPGA實現(xiàn)39-44
• 3.2.1 壓縮采樣電路的設(shè)計39-40
• 3.2.2 壓縮采樣重構(gòu)算法的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)40-44
• 3.3 信道估計的設(shè)計與FPGA實現(xiàn)44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 系統(tǒng)實驗及調(diào)試47-55
• 4.1 系統(tǒng)實驗條件47-49
• 4.1.1 FPGA開發(fā)板47-48
• 4.1.2 AV5233C誤碼分析儀器48-49
• 4.2 系統(tǒng)實驗49-53
• 4.2.1 系統(tǒng)實驗調(diào)試49-51
• 4.2.2 OFDM-UWB信號傳輸實驗驗證51-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 全文總結(jié)55
• 5.2 后續(xù)研究工作展望55-57
• 參考文獻57-63
• 發(fā)表論文和參加科研情況63-65
• 附錄65-75
• 致謝75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黎志華;;淺析通信系統(tǒng)在高速公路中的應(yīng)用分析[J];廣東科技;2007年09期

2 王采斐;通信系統(tǒng)新產(chǎn)品　給出差人員帶來福音[J];自動化博覽;1994年01期

3 鄭士貴;光學(xué)通信系統(tǒng)的發(fā)展[J];管理科學(xué)文摘;1997年01期

4 杜瑩;王琪;任寧寧;;高新技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J];硅谷;2013年18期

5 毛金麗;;淺談高新技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國新通信;2014年05期

6 宋笑亭;高空平臺通信系統(tǒng)及其應(yīng)用[J];中國科學(xué)(A輯);2000年S1期

7 王曉紅;淺談廣州北環(huán)高速公路通信系統(tǒng)的改造[J];交通標(biāo)準(zhǔn)化;2001年06期

8 郭志永;新一代高速公路通信系統(tǒng)的建設(shè)及未來需求方案[J];通信世界;2002年29期

9 丁雷;;關(guān)于通信系統(tǒng)局網(wǎng)互聯(lián)維護分析[J];民營科技;2009年11期

10 張建華;;軍隊CDMA通信系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2010年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張亮;;應(yīng)用云技術(shù)打造通信系統(tǒng)集中網(wǎng)管平臺[A];第十三屆中國科協(xié)年會第11分會場-中國智慧城市論壇論文集[C];2011年

2 張琳;辛永平;范文新;劉海峰;;基于排隊論的防空通信系統(tǒng)性能優(yōu)化分析[A];2009通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十四屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

3 張亮;;應(yīng)用云技術(shù)打造通信系統(tǒng)集中網(wǎng)管平臺[A];四川省通信學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 王寶;;特殊通信系統(tǒng)的設(shè)計研究[A];OFweek寬帶通信與物聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)研討會論文集[C];2013年

5 萬興立;;淺析高速公路通信系統(tǒng)方案的研究[A];2013年7月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

6 張興隆;蘇羅輝;楊敏;;超高可靠安全關(guān)鍵通信系統(tǒng)研究[A];探索 創(chuàng)新 交流（第4集）——第四屆中國航空學(xué)會青年科技論壇文集[C];2010年

7 鄭濤;尹軍祖;張民;高航;;關(guān)于《公安通信系統(tǒng)》課程實驗設(shè)計的思考[A];北京高教學(xué)會實驗室工作研究會2007年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

8 胡英楣;沈文海;陸春信;;多進程并發(fā)在國內(nèi)通信系統(tǒng)的應(yīng)用[A];信息技術(shù)在氣象領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用論文集（二）[C];2006年

9 王鐵峰;霍志成;焦玉斌;;通信系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的防護[A];創(chuàng)新驅(qū)動，，加快戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展——吉林省第七屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2012年

10 薛彩姣;張卓;張洪順;朱紅偉;;CDMA通信系統(tǒng)中的幾種編碼序列及仿真[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 鄭鳳岐 通訊員 楊建軍;我省著手建設(shè)防治非典信息通信系統(tǒng)[N];山西日報;2003年

2 本報記者 鄭鳳岐 本報通訊員 楊建軍;我省為何要建防治非典信息通信系統(tǒng)[N];山西日報;2003年

3 陳翔;揭密地鐵5號線通信系統(tǒng)[N];中國計算機報;2007年

4 陸芬華;南陽裝備地下救生通信系統(tǒng)[N];人民公安報·消防周刊;2009年

5 特約通訊員 王群 龍澤群;全軍通信系統(tǒng)研究生培養(yǎng)走上快車道[N];解放軍報;2000年

6 劉葵;天諾移動跟蹤和通信系統(tǒng)問世[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2000年

7 記者 楊玨;我省防治非典信息通信系統(tǒng)正式啟動[N];山西日報;2003年

8 李進才 盛道文;黃河通信專網(wǎng)自己的通信系統(tǒng)[N];中國水利報;2004年

9 記者趙亞輝;CDMA通信系統(tǒng)全面升級[N];人民日報;2003年

10 本報記者 逄丹;建設(shè)立體通信系統(tǒng)迫在眉睫[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 譚慶貴;衛(wèi)星光CDMA通信系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2006年

2 吳國強;編隊小衛(wèi)星星間通信系統(tǒng)設(shè)計方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 江小平;艦載通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

4 梅林;加權(quán)類分?jǐn)?shù)傅立葉變換及其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 齊本勝;皮衛(wèi)星星載通信系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2002年

6 陳殿仁;激光目標(biāo)識別與通信系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2000年

7 劉其鳳;通信系統(tǒng)中電磁脈沖效應(yīng)的混合仿真方法和作用機理研究[D];上海交通大學(xué);2010年

8 林雁;LTE無線通信系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

9 張炬;TDMA和CDMA通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2002年

10 孫海欣;基于動態(tài)譜接入的變換域通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王柔溪;變換域通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究與仿真分析[D];北京理工大學(xué);2016年

2 王敬卿;基于Zigbee的區(qū)域定位通信系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];福州大學(xué);2013年

3 沈廣平;基于FPGA壓縮感知的OFDM-UWB基帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

4 吳思鵬;基于智能手機的聲波近場通信系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2016年

5 李開陽;基站動力與環(huán)境監(jiān)控中的通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

6 徐順倉;非平穩(wěn)通信系統(tǒng)多用戶干擾特性分析與干擾抑制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

7 任勵強;警用350兆分布式集群同播通信系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];天津大學(xué);2012年

8 梁星魂;TDD通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

9 楊興磊;車載通信系統(tǒng)非線性特性及其干擾仿真分析[D];西安電子科技大學(xué);2006年

10 李e

本文編號：663286