基于SDR平台的WiMAX技术研究与实现

论文摘要

当前,宽带化、无线化、移动化已成为“面向个人”的通信技术的发展趋势,无线通信业务正在从话音和窄带数据业务转变为以视频业务为主的宽带多媒体业务。为满足社会迅速增长的对宽带多媒体信息的通信需求,人们提出了新一代无线通信系统,其关键技术研究已是近年来通信领域的研究热点。新一代无线通信系统需要克服当前不同通信体制兼容难,配置灵活性低,升级难度大和频谱资源分配不够优化等问题,采用基于SDR、具备可重构能力和兼容多体制的新一代无线通信统一平台能够较好地解决这些问题。WiMAX技术作为宽带无线接入技术的代表,不仅其性能优于其它3G技术,而且在新一代无线通信系统构建中起着关键作用。因此,研究基于SDR平台开展WiMAX的软件化设计和视频业务实现有着重要的价值。本论文工作涉及的新一代无线通信统一平台,具有紧凑和低功耗的平台结构,可以在射频、中频和基带域进行联合处理,通过可移植和可重用的多体制通信波形组件,能够兼容多种无线通信体制。论文具体设计和实现了该平台的软件体系结构,CORBA中间件,波形组件库,基于Winpcap的网口通信和用户界面等。在分析和归纳WiMAX物理层技术基础上,完成了WiMAX射频模块设计以及基带模块的软件化实现。提出了一种PMP与mesh融合的WiMAX网络架构,完成了基于SDR平台的WiMAX视频业务数据的采集和播放、实时视频编解码和传输功能的实现,能够现场进行WiMAX视频业务演示。本论文基于SDR平台的WiMAX技术的软件化实现研究,为显著降低新一代无线通信系统的开发和升级难度,降低系统体积和功耗,加速设备研发和商业化进程提供了典型思路。通过软件化将WiMAX纳入新一代无线通信统一平台,能够有效缓解未来无线通信的多体制竞争压力,推动新一代无线通信系统的构建走向成熟。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 SDR 与WiMAX 技术概述
• 1.1.1 SDR 技术
• 1.1.2 WiMAX 技术
• 1.2 SDR 与WiMAX 技术研究现状
• 1.2.1 探索新一代无线通信统一平台
• 1.2.2 SDR 可重构技术现状
• 1.2.3 WiMAX 技术现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第2章 WiMAX 技术及其物理层特性
• 2.1 IEEE 802.16 系列标准
• 2.2 WiMAX 关键技术
• 2.2.1 正交频分复用/正交频分多址接入 OFDM／OFDMA
• 2.2.2 多入多出MIMO 天线技术
• 2.2.3 链路自适应技术
• 2.3 WiMAX 物理层特性
• 2.3.1 IEEE 802.16d 物理层
• 2.3.2 IEEE 802.16e 物理层
• 2.3.3 WiMAX 物理层的软件化
• 2.4 PMP 与mesh 融合的WiMAX 网络架构
• 2.4.1 系统模型
• 2.4.2 系统性能分析
• 2.4.3 系统性能仿真和评估
• 2.5 本章小结
• 第3章 新一代无线通信统一平台
• 3.1 统一平台简介
• 3.2 统一平台的硬件体系结构
• 3.2.1 Winpcap 网口通信
• 3.2.2 视频处理
• 3.3 统一平台的软件体系结构
• 3.3.1 波形组件库
• 3.3.2 CORBA
• 3.4 统一平台主要技术指标
• 3.5 本章小结
• 第4章 WiMAX 视频业务在统一平台上的设计与实现
• 4.1 WiMAX射频部分设计
• 4.1.1 主流厂商的WiMAX 射频设计方案
• 4.1.2 WiMAX 射频设计方案
• 4.1.3 WiMAX 射频实现方案
• 4.2 WiMAX 基带部分设计与实现
• 4.2.1 基带系统整体设计
• 4.2.2 功能模块设计
• 4.2.3 功能模块实现
• 4.3 在统一平台上的WiMAX 视频业务实现
• 4.3.1 系统设计
• 4.3.2 功能模块
• 4.3.3 用户界面
• 4.3.4 运行结果
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果