太赫茲無線通信系統(tǒng)研究與基帶設(shè)計.pdf

1、太赫茲波的高度定向性與太赫茲頻段的高帶寬，使得太赫茲通信技術(shù)在寬帶無線通信及個域網(wǎng)系統(tǒng)方面具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。通過對太赫茲波在大氣中傳播問題的研究，可以發(fā)現(xiàn)，大氣對于太赫茲波存在一個傳輸窗口，大概為200-300GHz的窗口。不過，要獲得可行的太赫茲通信解決方案，需要克服很多嚴(yán)峻的技術(shù)障礙。第一，當(dāng)有障礙物（比如：人、車輛）臨時阻擋了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的、正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐窌r——從無線路由到平板電腦，由于太赫茲波在空氣中傳輸是高度定

2、向的，怎樣變更無線信號的傳輸路徑稱為一個亟待解決的問題。第二，太赫茲無線數(shù)據(jù)鏈路的形式與今天室內(nèi)無線通信系統(tǒng)截然不同，室內(nèi)太赫茲通信系統(tǒng)鏈路的實現(xiàn)，不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展，而且必須融入許多新的思路和理念。
　　本文提出了一種適合于太赫茲點對點無線通信的基帶電路設(shè)計，在基帶鏈路基礎(chǔ)搭建了330GHz太赫茲無線點對點通信系統(tǒng)。整個基帶系統(tǒng)分為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分。發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)對完成信源編碼的信號進(jìn)行信道編碼，加擾，加入同步序列，發(fā)射等處

3、理，接收機(jī)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，幀同步，解擾，信道譯碼。在發(fā)射端， PC完成信源編碼，打包和壓縮，經(jīng)USB2.0接口將信號傳輸?shù)紽PGA，F(xiàn)PGA完成信道編碼（信道編碼使用（2,1,7）卷積碼編碼），加擾，加入同步序列（同步序列使用的是Golay序列，參考了802.11ad協(xié)議中的Ga64與Gb64序列）和基帶發(fā)射（發(fā)射模塊是VIRTEX6芯片（芯片型號：xc6vlx130t）自帶的高速串行GTX發(fā)射器）。在接收端，解調(diào)回來的基帶信號經(jīng)過兩倍率

4、采樣16bit量化進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，截取13bit的采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過2倍率抽樣的Golay序列相關(guān)器進(jìn)行幀同步，同時通過比較相關(guān)值從兩路抽樣信號中選取信噪比最大的一路信號進(jìn)行解擾與信道譯碼，信道譯碼采用（2,1,7）Viterbi譯碼算法（3bit軟判決），將譯碼結(jié)束的一幀數(shù)據(jù)經(jīng)過USB2.0傳輸?shù)浇邮誔C端，接收PC端完成信源譯碼，解壓與收包；其中g(shù)olay序列相關(guān)器，解擾器，viterbi譯碼器和usb接口控制器由FPGA實現(xiàn)。最終實驗完成