DS-UWB基帶組幀系統(tǒng)的研究及電路實現(xiàn).pdf

1、超寬帶通信(UWB)是近年來通信領域興起的一種新無線互連技術.在UWB的發(fā)展過程中,存在兩種主流技術方案:基于正交頻分復用(OFDM)技術的MBOA和直接序列UWB(DS-UWB). 目前DS-UWB理論已經(jīng)比較成熟,所以電路實現(xiàn)DS-UWB已經(jīng)成為一種趨勢.本文是基于DS-UWB對基帶組幀的電路實現(xiàn)進行的研究.基帶組幀在通信系統(tǒng)中有著非常重要的地位,它在發(fā)送端對數(shù)據(jù)進行信源編碼、信道編碼、交織等處理,使得在接收端可以準確的還原

2、數(shù)據(jù). 本文首先對基帶組幀系統(tǒng)的處理對象基帶幀進行了詳細的介紹.介紹了幀的各個部分,以及每個部分所代表的內(nèi)容. 其次,詳細分析了擾碼、卷積編碼和交織的原理及算法,并從實時性和結構復雜度方面對幾種交織方式進行比較,確定了卷積交織方式.同時根據(jù)IEEE 802.15.3a協(xié)議,確定了組幀系統(tǒng)的設計方案:擾碼、(2,1,6)卷積編碼和(7×10)卷積交織.根據(jù)這個方案,在MATIAB上搭建了組幀系統(tǒng)和解幀系統(tǒng).為了直觀的顯示結

3、果,用512×512像素的lenna圖做為輸入數(shù)據(jù),經(jīng)過組幀和解幀系統(tǒng)后,還原出來的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進行比較. 兩者一致證明了系統(tǒng)算法設計正確. 接著,根據(jù)IEEE 802.15.3a協(xié)議和FREESCAI正的XS110系列芯片中的MC270123數(shù)據(jù)手冊,完成了組幀系統(tǒng)和Ⅻ接口的電路設計.設計使用Verilog HDL描述語言,QuARTUS Ⅱ5.0仿真、綜合工具.文中對整個系統(tǒng)及幾個主要子模塊的工作原理作了介紹,并給

4、出了各個模塊的仿真結果.文中也對同步FIFO和異步FIFO進行了電路設計,電路在QUARTUS Ⅱ 5.0環(huán)境下進行綜合、布局布線和后仿,并在寫時鐘20ns,讀時鐘40ns的情況下對深度為16的異步FIFO作了FPGA驗證.證明異步FIFO設計正確. 最后,設計了系統(tǒng)的測試電路,在Cyclone Ⅱ可編程邏輯陣列中對整個系統(tǒng)進行了驗證測試.在20ns系統(tǒng)時鐘下,輸入確定的4000比特數(shù)據(jù),同時把這4000比特數(shù)據(jù)用MATLAB進