60GHz基带通信系统仿真开题报告
2020-04-22 19:12:36
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着电磁波技术的发展,在数据传输领域,人们发现可以通过电磁波来实现数据传输。近年来,随着无线通信的发展,移动通信终端用户数以及每个终端的数据速率需求都在快速增长,导致无线通信对频谱资源的需求不断增加,使得适用于无线通信服务的频谱资源变得日渐稀缺,移动通信网络面临着如何满足未来高密度、大容量的巨大挑战,人们对无线通信的要求越来越高,传输速率从最初的kbit/s发展到mbit/s以至于现在的gbit/s的研究。在未来的移动通信系统网络架构中,短距离高速通信系统将占据非常重要的地位。
2000年以来,众多国家相继开放60ghz附近连续频谱资源,用于高速无线通信的研究与应用。连续5ghz~7ghz的免许可频谱资源在经济上极大的刺激了60ghz无线通信的研究和开发进程。60ghz频率具有利用极大的氧气衰减来降低临近小区干扰的特性及其附近大约7ghz的免费带宽而受到了业界的极大关注,在短距离范围内具有极高的组网密度和传输速率。60ghz通信采用低阶调制并且在极低信躁比的条件下就能提供g比特的传输速率。这些特点决定了60ghz通信具有广阔的市场应用前景。并且,半导体工艺按照摩尔定律持续发展,特征尺寸不断缩小,亚130nm标准cmos工艺的特征频率和截止频率已经大于90ghz,为采用标准cmos工艺实现毫米波射频前端给60ghz微波通信的实现提供了技术基础。
2004年,60ghz射频cmos电路设计取得突破性进展之后,60ghz无线通信系统受到业界的广泛关注,其涉及的理论和关键技术成为全球通信工业和学术界的研究热点。就目前的发展来看,其主要难点在于设计低功耗、低复杂度的基带和射频电路。虽然cmos技术引入让60ghz系统的成本逐渐降低,电路级别的优化也能够在一定程度上降低设备功耗,但想要进一步降低60ghz的复杂度和功耗需要在系统层面对算法和架构进行优化和设计。60ghz系统中的一些关键技术,如高速同步技术、模数混合信号处理技术、低复杂度均衡技术、阵列信号处理技术、射频非理性特性补偿技术、高效率射频电路设计技术等的先进技术的研究与应用对60ghz系统的设计提出了更高的要求和挑战。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容:60ghz微波通信物理层实现的主流技术的两个协议:802.15.3c和802.11.ad;60ghz微波通信中单载波模式下基带通信系统的结构以及原理,对系统进行建模,并采用matlab实现60ghz基带通信系统的仿真和性能分析。
研究的目标:充分了解60ghz微波通信的优势,信道特点,信道模型,以及其主流协议802.15.3c和802.11.ad,掌握如何利用matlab建立仿真平台,掌握接收机框图,时间分配与状态机以及接收机部分时间恢复、同步、帧检测、信道估计、噪声估计、均衡、ldpc编译码等关键模块的算法以及同步模块的实现架构(包括相关器的设计),最终得到整体的性能仿真曲线,并进行相关性能的分析。
本次毕设拟采用的技术方案及措施:60ghz微波通信物理层实现的主流技术主要有两个协议:802.15.3c和802.11.ad。它们分别是802.15.3c和tg ad工作组提出的标准。这里根据802.11.ad协议,在单载波模式下,搭建60ghz微波基带通信仿真平台。对其基带通信的帧检测、同步、信道估计、均衡、fft、信道编译码等关键技术进行研究。根据协议中对60ghz通信中前导的规定,选择与其前导结构相对应的帧检测、同步、信道估计方案,再采用行为级仿真(8路并行的方式)的方法进行仿真。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关中英文文献资料,明确研究内容,了解60ghz微波通信技术,确定方案,完成开题报告。
第4-5周:了解60ghz无线通信的特点和优势,无线传播特性,信道模型的一般结构。
第6-7周:掌握60ghz微波通信物理层实现的主流技术,即协议802.15.3c和802.11.ad,对于协议中涉及的单载波模式进行重点学习。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]李戈. 60ghz通信系统关键技术仿真[d].电子科技大学,2013.
[2]李纪舟,钟建强,王瑜.60ghz无线通信技术发展现状及趋势研究[j].通信技术,2015,48(06):631-636.
[3]柳跃腾. 60ghz短距离无线通信干扰消除技术研究[d].北京邮电大学,2013.