太赫兹点对点通信链路中的40Gbps DQPSK调制解调器的实现

发布时间：2017-05-03 12:05

  本文关键词：太赫兹点对点通信链路中的40Gbps DQPSK调制解调器的实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动网络的普及,人们对于网络容量的需求越来越大。一个提高通信容量的方法是使用更宽的带宽来传输数据。而太赫兹波段,例如D波段(110~170GHz),提供了大于30GHz的可用带宽,使得传输几十个Gbps数量级的数据成为可能。本文提出了一种高速的差分四相位相移键控(DQPSK)调制解调器的实现方式,能够达到40Gbps的数据速率传输。在这其中,调制器是基于FPGA实现的,而解调器是由微波元件组合搭建实现。这个调制解调器的性能已经在实验室环境中进行了测试验证。它可以在下一代移动通信网络中代替光纤链路利用太赫兹波段构建灵活的通信网络。本文主要论述了40GbpsDQPSK调制解调器设计原理以及实现方式。文中首先综述了高速通信系统的应用需求、应用场合,以及数十Gbps超高速通信的研究现状。然后根据现有的软硬件条件提出了数模混合的系统设计方案。接着阐述了差分编码原理,并根据实验器件的限制和测试需求提出了一种改进的差分编码方法。为了克服实验器件的带宽限制,尝试加入预加重和均衡改善信号质量,降低误码率。然后介绍了如何在FPGA内部对高速的数据进行编码,提出了一种利用资源换取时间的并行编码结构。在接收端,提出了运用微波元件实现差分解调的结构。最后,在实验室环境下,对这个DQPSK调制解调器进行了测试验证,结果表明,该调制解调器可以实现40Gbps信息速率的DQPSK的调制与解调。
【关键词】：DQPSK 差分编码 差分解调 预加重 太赫兹通信
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN915.05
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 论文研究的背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势13-15
• 1.3 论文主要研究内容和章节安排15-17
• 第2章 DQPSK调制解调原理17-29
• 2.1 概述17
• 2.2 数模混合DQPSK调制解调系统设计17-18
• 2.3 差分编码及一种改进的差分编码原理概述18-22
• 2.3.1 差分编码原理概述18-19
• 2.3.2 隔相差分编码原理概述19-22
• 2.4 PRBS码性质22-23
• 2.5 预加重23-28
• 2.5.1 码间串扰23-26
• 2.5.2 预加重原理26-28
• 2.6 均衡28-29
• 第3章 DQPSK调制解调器实现研究29-41
• 3.1 概述29
• 3.2 数字部分29-38
• 3.2.1 FPGA调制器结构29-30
• 3.2.2 高速系统中的时钟问题30-31
• 3.2.3 PRBS的产生和校验31-33
• 3.2.4 差分编码器的FPGA实现33-38
• 3.3 模拟部分38-41
• 3.3.1 解调器结构38-39
• 3.3.2 调整延迟器件39-41
• 第4章 测试41-52
• 4.1 概述41
• 4.2 实验条件41-43
• 4.3 调制器测试43-48
• 4.3.1 FPGA发送信号43-46
• 4.3.2 预加重46-48
• 4.4 解调器测试48-52
• 4.4.1 解调器功能测试48-50
• 4.4.2 解调器带宽测试50-52
• 第五章 结论52-53
• 参考文献53-57
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单57-58
• 致谢58

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本文编号：342961