【摘 要】
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太赫兹频段是介于可见光和微波之间的无线波段,具有通信和光学检测两方面的应用潜力,其高达数十GHz的可用带宽能应用于高速通信上。人们日益增长的物质文化需求对无线通信传输速率提出了更高的要求。在此背景下,太赫兹通信已经成为无线通信行业的研究热点。本文设计了一种零中频收发机物理层系统,论文主要涉及以下工作:第一,分析对比了典型的太赫兹变频调制方案。经过对比分析,零中频收发机凭借小体积、低成本等特点,被采
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太赫兹频段是介于可见光和微波之间的无线波段,具有通信和光学检测两方面的应用潜力,其高达数十GHz的可用带宽能应用于高速通信上。人们日益增长的物质文化需求对无线通信传输速率提出了更高的要求。在此背景下,太赫兹通信已经成为无线通信行业的研究热点。本文设计了一种零中频收发机物理层系统,论文主要涉及以下工作:第一,分析对比了典型的太赫兹变频调制方案。经过对比分析,零中频收发机凭借小体积、低成本等特点,被采用为本课题的射频调制方案。第二,分析了数字信号处理中的同步技术和均衡技术。针对零中频收发机体系存在的IQ不平衡问题,明确了采用2-分支的频域自适应均衡器作为IQ校正算法的技术路线。第三,分析了20Gbps太赫兹通信链路的应用场景与需求,设计了通信链路的物理层方案。采用OFDM波形体系,16QAM的符号调制方式。仿真分析了时间同步方案和IQ校正方案。第四,在FPGA芯片上实现了太赫兹通信物理层。采用32路并行化结构完成数字信号处理,配备Virtex Ultra Scale+系列芯片,能满足吞吐率和资源消耗的需求。分析了时间同步和信道均衡器的实现模型。第五,在220GHz频段测试了链路性能。通信带宽为5.2GHz,数据速率达到20.8Gbps,在15m的通信距离下,EVM值为-18d B,误码率在10-6以下。本文设计并实现了用于零中频收发机的太赫兹通信物理层,满足高达20Gbps的速率需求。论文工作为太赫兹无线通信提供了验证系统,经过工程实现得出研究成果,具有理论和实用价值,其实验数据为太赫兹通信提供了支撑依据。
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