基于IEEE 802.11ah的高阶QAM数字基带的研究与设计
发布时间：2023-05-07 02:25
IEEE 802.11是应用广泛的通信标准。2016年,IEEE 802.11项目组发布了IEEE802.11ah,它具有多接入节点、低功耗、高覆盖范围的特点,在物联网中有很大的应用潜力。本文设计了IEEE 802.11ah高阶正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)数字基带,基于正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)实现了IEEE 802.11ah 1M格式(S1G1M)单输入单输出(Single Into Single Out,SISO)物理层协议数据单元(Physical Layer Protocol Data Unit,PPDU)的发射和接收。论文的主要工作如下:针对IEEE 802.11ah发射机数字基带,设计实现了扰码模块、纠错编码模块、交织模块、二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)调制模块、64QAM调制模块、快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transforma...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 IEEE 802.11 发展史
1.1.2 物联网与IEEE 802.11ah应用场景
1.2 当前研究现状
1.3 本文主要内容和结构安排
第二章 IEEE 802.11ah标准及技术特征
2.1 IEEE 802.11ah介质访问控制层
2.1.1 接入节点数量
2.1.2 限制访问窗口技术
2.1.3 节点接入方法
2.1.4 小流量通信方法
2.2 IEEE 802.11ah数字基带
2.2.1 正交频分复用技术
2.2.2 频段划分
2.2.3 子载波分布
2.2.4 调制与编码策略
2.2.5 PPDU格式
2.2.6 PPDU形成
2.3 本章小结
第三章 IEEE 802.11ah发射机数字基带设计
3.1 发射机数字基带的设计要求与设计方案
3.2 训练域模块设计
3.3 扰码模块设计
3.4 纠错编码模块设计
3.4.1 信号域编码
3.4.2 数据域编码
3.5 交织模块设计
3.5.1 信号域交织
3.5.2 数据域交织
3.6 调制模块设计
3.6.1 信号域调制-BPSK
3.6.2 数据域调制-64QAM
3.7 IFFT与循环前缀与加窗模块设计
3.7.1 FFT/IFFT原理
3.7.2 导频
3.7.3 子载波位置与IFFT输入顺序
3.7.4 IFFT与循环前缀与加窗模块
3.7.5 模块仿真结果
3.8 发射机数字基带顶层设计与仿真
3.9 本章小结
第四章 IEEE 802.11ah接收机数字基带设计
4.1 接收机数字基带的设计要求与设计方案
4.2 帧检测模块设计
4.3 载波频偏估计与补偿模块设计
4.4 符号同步模块设计
4.5 信道估计与均衡模块设计
4.6 剩余相位校正模块设计
4.7 发射机的反过程
4.7.1 FFT模块
4.7.2 解调和解交织模块设计
4.7.3 维特比译码模块设计
4.7.4 解扰模块设计
4.8 接收机数字基带顶层设计与仿真
4.9 本章小结
第五章 IEEE 802.11ah数字基带测试与分析
5.1 数字基带测试的要求和方案
5.2 基于虚拟仪器的数字基带测试环境
5.3 数字基带测试系统的设计
5.3.1 数字基带FPGA VI设计
5.3.2 数字基带上位机VI设计
5.3.3 FPGA VI与上位机VI的数据传递
5.4 测试结果与分析
5.4.1 发射机测试结果
5.4.2 接收机测试结果
5.5 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3810060
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 IEEE 802.11 发展史
1.1.2 物联网与IEEE 802.11ah应用场景
1.2 当前研究现状
1.3 本文主要内容和结构安排
第二章 IEEE 802.11ah标准及技术特征
2.1 IEEE 802.11ah介质访问控制层
2.1.1 接入节点数量
2.1.2 限制访问窗口技术
2.1.3 节点接入方法
2.1.4 小流量通信方法
2.2 IEEE 802.11ah数字基带
2.2.1 正交频分复用技术
2.2.2 频段划分
2.2.3 子载波分布
2.2.4 调制与编码策略
2.2.5 PPDU格式
2.2.6 PPDU形成
2.3 本章小结
第三章 IEEE 802.11ah发射机数字基带设计
3.1 发射机数字基带的设计要求与设计方案
3.2 训练域模块设计
3.3 扰码模块设计
3.4 纠错编码模块设计
3.4.1 信号域编码
3.4.2 数据域编码
3.5 交织模块设计
3.5.1 信号域交织
3.5.2 数据域交织
3.6 调制模块设计
3.6.1 信号域调制-BPSK
3.6.2 数据域调制-64QAM
3.7 IFFT与循环前缀与加窗模块设计
3.7.1 FFT/IFFT原理
3.7.2 导频
3.7.3 子载波位置与IFFT输入顺序
3.7.4 IFFT与循环前缀与加窗模块
3.7.5 模块仿真结果
3.8 发射机数字基带顶层设计与仿真
3.9 本章小结
第四章 IEEE 802.11ah接收机数字基带设计
4.1 接收机数字基带的设计要求与设计方案
4.2 帧检测模块设计
4.3 载波频偏估计与补偿模块设计
4.4 符号同步模块设计
4.5 信道估计与均衡模块设计
4.6 剩余相位校正模块设计
4.7 发射机的反过程
4.7.1 FFT模块
4.7.2 解调和解交织模块设计
4.7.3 维特比译码模块设计
4.7.4 解扰模块设计
4.8 接收机数字基带顶层设计与仿真
4.9 本章小结
第五章 IEEE 802.11ah数字基带测试与分析
5.1 数字基带测试的要求和方案
5.2 基于虚拟仪器的数字基带测试环境
5.3 数字基带测试系统的设计
5.3.1 数字基带FPGA VI设计
5.3.2 数字基带上位机VI设计
5.3.3 FPGA VI与上位机VI的数据传递
5.4 测试结果与分析
5.4.1 发射机测试结果
5.4.2 接收机测试结果
5.5 本章小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3810060
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