正交分頻多工之天線模組設計｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	賴俊豪 Chun-Hao Lai
論文名稱：	正交分頻多工之天線模組設計 FPGA Design for OFDM Antenna Module
指導教授：	王煥宗 Huan-Chun Wang
口試委員:	林敬舜 Ching-Shun Lin 高典良 none 何政祐 none 葉濰銘 none
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	電資學院 - 電子工程系 Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年：	2016
畢業學年度：	104
語文別：	中文
論文頁數：	64
中文關鍵詞：	嵌入式系統、天線、802.11 、FPGA
外文關鍵詞：	Embedded system, RF, 802.11, FPGA
相關次數：	點閱：209 下載：2
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

上一筆

隨著無線通訊與嵌入式系統的快速發展，本論文主要目標於天線模組之系統整合及應用，現今無線區域網路的使用頻段十分擁擠雜亂，為了迎接物聯網發展趨勢與避免資料傳輸時的碰撞，我們建立一個能夠支援多頻段的無線收發平台，基於802.11a/g 網路通訊協定，使用正交分頻多工技術建立無線收發的系統於實驗板上，使用2×2天線收發封包，依據不同調變方式測試其錯誤率、吞吐量、距離與通道情況，進而運用在無線區域網路之中，作為未來邁向物聯網的先決條件。將 AD-FMCOMMS3 RF天線配合 Virtex 6 FPGA 開發板，藉由 SoC( System On Chip ) 設計電路於晶片內部，再透過韌體控制其收發狀態，完成802.11通訊協定的傳輸模式，天線接收後經由自行設計的電壓控制電路、SPI控制電路、同步電路與傳輸介面來使其能夠正常解碼。嵌入式項目包含硬體與軟韌體設計，硬件系統是基於 Microblaze 處理器和 FPGA 的組合，而軟韌體則是賽靈思提供之軟體開發工具包(SDK)。

In recent years, wireless communication and embedded system develop rapidly. We are going to focus on antenna module integration and application in this paper. The use of wireless LAN band is so crowded and messy nowadays that we set up a platform which can transmit or receive in multiband. We use 2×2 MIMO OFDM to implement wireless LAN based on 802.11 a/g. According to different modulation mode, verify the bit error rate, throughput, distance and channel condition. We can apply on Internet of Things ( IoT ). AD-FMCOMMS3 combine with Virtex 6 FPGA WARP v3 and build embedded system in FPGA by System on Chip (SoC). Then use firmware to control the mode of transmission and reception. When antenna received the 802.11 packet, the signal pass through voltage gain amplifier, SPI control, clock synchronization and transmission interface. The embedded system included hardware / firmware design, hardware based on Microblaze processor and FPGA design. Firmware is developed on Xilinx SDK.

章節目錄

圖目錄	v
表目錄	vii
第一章  緒論	1
第二章  系統架構	3
   2.1   正交分頻多工系統	3
         2.1.1   OFDM的調變( Modulation )	3
         2.1.2   OFDM的正交性( Orthogonality )	4
         2.1.3   OFDM的解調變( Demodulation )	5
         2.1.4   OFDM調變/解調變的數位化	6
         2.1.5   護衛區間(Guard interval)與循環字首( Cyclic Prefix )	7
   2.2   多輸入多輸出系統	8
   2.3   傳送Tx / 接收Rx / MAC DCF 硬體架構	9
         2.3.1   傳送端Tx	9
         2.3.2   接收端Rx	11
         2.3.3   MAC DCF硬體	13
   2.4   802.11 架構	15
         2.4.1   Distributed Coordination Function ( DCF )	15
         2.4.2   802.11無線網路訊框架構	17
第三章  實作平台	18
   3.1   WARP v3 FPGA開發板	18
   3.2   AD-FMCOMMS3-EBZ 開發板	19
   3.3   模擬工具與平台	20
         3.3.1   System Generator開發流程	22
         3.3.2   建立IP方式	23
         3.3.3   SDK	24
第四章  AD9361電路特性	26
   4.1   傳送端訊號路徑	26
         4.1.1   傳送端之數位訊號處理	26
         4.1.2   傳送端之類比訊號處理	27
   4.2   接收端訊號路徑	28
         4.2.1   接收端之類比訊號處理	28
         4.2.2   接收端之數位訊號處理	28
         4.2.3   傳送端與接收端之數位訊號延遲	29
   4.3   自動增益控制	30
         4.3.1   Slow Attack AGC mode	30
         4.3.2   Fast Attack AGC mode	31
第五章  嵌入式系統整合電路之實現	33
   5.1   AD9361 與 Warp v3 之介面	33
         5.1.1   AD9361 Intellectual Property ( IP )	35
         5.1.2   AD9361 User Constraint File ( UCF )	36
   5.2   Dual Clock First-In, First-Out ( FIFO ) RAM Buffer	38
   5.3   AD9361與FIFO介面之時脈控制	41
   5.4   AD9361 SPI	45
第六章  量測結果與頻譜分析	47
   6.1   AD9361 測試訊號	47
   6.2   802.11短封包( Null Data Transmit )	49
   6.3   802.11長封包( Hello World Transmit )	51
   6.4   Throughput結果比較	54

第七章  結論與未來展望	57
附錄：
附錄A  AD9361_FMC_Schematics	58
附錄B  LVDS Mode Data Path Signals	60
參考文獻	63

                                

參考文獻
[1] Hara, S.; Prasad, R., “Overview of multicarrier CDMA,” IEEE Commun. Mag., pp. 126 -133, Dec. 1997.
[2] Y. Zhou. et al, “OFCDM: A promising broadband wireless access technique,” IEEE Commun. Mag., vol. 46, no. 3, pp. 39-49, March 2008.
[3] H. G. Myung. et al ,” Single carrier FDMA for uplink wireless transmission,” IEEE Vehicular Tech. Mag., vol. 1, pp. 30-38, Sep. 2006.
[4] 3GPP, “Physical layer aspects for Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA),” TR 25.814 (V7.1.0), Sep. 2006.
[5] Z. Wang, and G. B. Giannakis,” Complex-field coding for OFDM over fading wireless channels,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol.49, pp707-724, Mar. 2003.
[6] A. Bury, J. Egle, and J. Lindner, “Diversity comparison of spreading transforms for multicarrier spreading spectrum transmission,” IEEE Trans. Commun., vol. 51, no.5, pp. 774-781, May 2003.
[7] M.L. McCloud, “Analysis and design of short block OFDM spreading matrices for use on multipath fading channels,” IEEE Trans. Commun., vol. 53, no. 4, pp. 656-665, Apr. 2005.
[8] S. F. Shan and A. H. Tewfik, “Design and analysis for post-coded OFDM,” IEEE Trans. Wireless Commun. vol. 7, no. 12, pp. 4907-4918, Dec. 2008.
[9] M. O. Damen, H. E. Gamal, and G. Carire, “On maximum-likelhood detection and the search for the closet lattice point,” IEEE Trans. Info., vol. 49, no. 10, pp. 2389-2402, Oct. 2003.
[10] M. Kisialiou, X. Luo, and Z.-Q. Luo, “Efficient implementation of quasi maximum-likelihood detection based on semidefinite relaxation,” IEEE Trans. Signal Processing, vol. 57, no. 12, pp. 4811-4822, Dec. 2009.
[11] AD9361_Reference_Manual_UG-570
[12] AD9361_Register_Map_Reference_Manual_UG-671
[13] AD9361 data sheet
[14] Mango_WARP_v3_rev1p1_Schematics, http://warpproject.org/trac
[15] 田耘. Xilinx FPGA 開發實用手冊. 佳魁資訊. 2014.
[16] 田耘. Xilinx ISE Design Suite 10.x FPGA開發指南—邏輯設計篇. 人民郵電出版社. 2008.
[17] 田耘. Xilinx ISE Design Suite 10.x FPGA開發指南—DSP、嵌入式與高速傳輸篇. 人民郵電出版社. 2008.
[18] 劉紹漢. SOC系統晶片設計使用Xilinx EDK. 全華圖書. 2014.
[19] 王誠. FPGA/CPLD設計工具Xilinx ISE 使用詳解. 人民郵電出版社. 2005.
[20] 楊浩強. 基於EDK的FPGA嵌入式系統開發. 機械工業出版社. 2008.
[21] 林銘波. 微算機原理與應用. 全華圖書. 2012.

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文