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本学位论文的研究课题来源于国家科技重大专项“超高速无线局域网无线接口关键技术研究与验证”(项目编号:2010ZX03005-001)。该课题主要研究下一代超高速无线局域网(NUHT,Next Ultra High Throughput WLAN)空中接口的相关技术,通过对物理层、MAC层以及系统架构的深入研究,使NUHT系统在吞吐量、健壮性、可靠性等方面达到较高的指标,力争成为全球范围内下一代无线局域网的标准。
正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种多载波调制技术,已被广泛用于各类现代通信系统。NUHT采用OFDM作为其物理层关键技术。本文根据NUHT的物理层标准,设计了一个OFDMA验证平台,并实现了其中的部分模块。验证平台由基带部分、模数转换/数模转换(ADC/DAC)部分以及射频前端组成。基带部分包括OFDM调制解调、数字中频等模块,使用Verilog硬件描述语言,在现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)中实现;ADC/DAC以及射频前端采用通用软件无线电(USRP,Universal Software Radio Peripheral)的相关结构及硬件设备。
全文共分七章。第1章主要介绍课题背景以及全文的章节安排。第2章介绍了NUHT以及OFDM的基本概念,包括NUHT的架构、OFDM调制解调原理、频谱聚合等。第3章给出了本文所设计的验证平台的总体方案,包括硬件的选择、基带相关模块的结构、数字中频的设计,最后总结了FPGA的设计方法。第4章介绍了软件无线电的相关理论,以及自动增益控制(AGC,Automatic Generation Control)、信号速率转换等在本平台上的实现方法。第5章给出了基带部分模块、聚合模式以及演示界面的实现方法。第6章给出了系统在FPGA上的实现情况以及一些测试结果。第7章总结全文,并指出下一步研究方向。