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随着现代通信技术、多媒体技术的迅猛发展和计算机微型化的进步,短距离高速率无线穿戴式信息网络已成为一个研究的热点。本论文研究的是UWB在穿戴式信息网络中应用的物理层关键技术。全文的主要内容分为四个部分:穿戴式信息网络的总体介绍和分析,交织与解交织,OFDM调制与解调以及信道估计四个方面。
首先介绍穿戴式信息网络的发展状况,以及对它对无线,高速传输的需求。分析系统的实际需求,选择多子带OFDM-UWB技术。参考ECMA-368协议,建立系统的总体框架,研究了其中的关键技术。且根据应用中的特殊需求,设计了DC-OFDM的传输方式,并划分了频谱,给出了DC-OFDM符号的构成。
接着介绍了交织技术的基本原理和交织的分类,及2种实现交织的方法。并且根据ECMA-368.从速度、存储器、逻辑单元等方面进行了比较,用查表法和双端口SRAM实现了交织与解交织,并且通过了前仿和后仿的验证。使用查表法和双端口SRAM实现了交织与解交织器比较方便,这种交织电路速度快,缩小电路面积,提高存储空间的利用率。
然后介绍了OFDM的基本原理与系统构成,总结了它的优缺点。本章主要对快速傅里叶变换(FFT)的实现算法,尤其是硬件实现方案进行研究。在分析了现有的各种基本算法的基础上,提出了高速FFT处理器的实现方案,其中在旋转因子的存储读取控制,以及蝶型处理单元的流水结构等方面进行算法的改进,减小了ROM的存储量,提高了蝶型运算单元的运算效率,并且通过前仿和后仿的验证。
最后介绍了信道估计的概述,阐述了LS算法和MMSE算法的基本原理,并比较了两种算法的均方误差,然后根据LS算法实现了信道估计,并且通过前仿和后仿的验证。