分布式无线数字音频基站的研究

论文摘要

本文提出了一种基于IEEE 802.15.4物理层和媒体接入控制层规范的“分布式无线数字音频基站”的研究和实现方案。首先阐述了具有PowerPC、CPM双核及优良通信性能特点的微处理器MPC852T与EP2C35 FPGA器件构成的硬件平台,然后利用SystemView和Matlab工具软件对整个系统展开了建模和仿真分析设计,最后应用Verilog HDL语言进行行为描述并在Altera公司的FPGA平台上进行了验证研究。文中在对IEEE 802.1 5.4规范之2.4GHz模式的物理层和媒体接入控制层特性分析基础上,给出了诸如半正弦波脉冲整型、交错正交四相相移键控(OQPSK)调制解调、比特到符号映射等系统关键技术的仿真分析和设计结果且综合仿真通过。其研究方法和设计过程充分体现了灵活便利、小型化、易于集成等通信技术发展趋势,具有较大的实用性和科研价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 短距离无线通信技术概述
• 1.1.2 数字音频信号处理技术简介
• 1.1.3 国内外研究现状分析
• 1.2 论文研究的主要内容及关键技术
• 1.3 本文工作及论文组织结构
• 第2章 系统功能设计及工作原理分析
• 2.1 系统功能设计
• 2.1.1 系统功能组成
• 2.1.2 系统频道及组网规划
• 2.2 系统基本工作原理
• 2.2.1 MPC852T结构及工作原理
• 2.2.2 EP2C35 FPGA芯片简介
• 2.2.3 MPC852T对FPGA的配置
• 第3章 IEEE 802.15.4协议栈标准及关键技术分析
• 3.1 IEEE 802.15.4概述
• 3.1.1 IEEE 802.15.4基本构架
• 3.1.2 IEEE 802.15.4主要特点
• 3.2 IEEE 802.15.4 PHY层规范
• 3.2.1 频谱及信道资源分配
• 3.2.2 物理层PPDU帧格式
• 3.2.3 2.4 GHz PHY层规范
• 3.3 IEEE 802.15.4 MAC层规范
• 3.3.1 MAC子层服务规范
• 3.3.2 MAC层帧格式
• 3.4 IEEE 802.15.4拓扑结构
• 第4章 系统基带功能仿真分析与设计
• 4.1 数据映射与扩频
• 4.1.1 比特到符号映射
• 4.1.2 符号到码元映射
• 4.2 系统发射端OQPSK调制技术仿真分析
• 4.2.1 OQPSK调制原理
• 4.2.2 OQPSK调制技术性能仿真分析
• 4.3 半正弦波整型
• 4.4 系统发射部分综合仿真设计
• 4.5 系统接收端OQPSK解调技术仿真分析
• 第5章 系统基带信号处理FPGA设计
• 5.1 发射机基带信号处理设计
• 5.1.1 时钟发生器模块设计
• 5.1.2 比特到码元映射模块设计
• 5.1.3 延时模块设计
• 5.1.4 OQPSK调制模块设计
• 5.1.5 发射机基带系统综合设计
• 5.2 接收机基带信号处理设计
• 5.2.1 差分解调模块设计
• 5.2.2 码元到比特模块设计
• 5.2.3 接收机基带系统综合设计
• 5.3 功能验证及实验结果分析
• 5.3.1 基于FPGA的数字设计概述
• 5.3.2 系统功能验证和实验结果分析
• 第6章 结论和展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢