面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的SC-FDE系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程的各種信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物，人與物，人與人之間的互聯(lián)，方便識(shí)別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它所需的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式有廣域和局域兩種，局域連接方式主要為WiFi、藍(lán)牙、Zigbee等，目前應(yīng)用已比較成熟。但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，局域連接方式已經(jīng)越來(lái)越不能滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于

2、信息交換的需求，于是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）應(yīng)運(yùn)而生，它具有遠(yuǎn)距離、低功耗、低運(yùn)維成本等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的廣域低成本覆蓋。
　　本文從LPWAN物理層技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，研究實(shí)現(xiàn)一種面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的單載波頻域均衡（SC-FDE）系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容包括：
　　1.理論分析廣域物聯(lián)網(wǎng)對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的要求，結(jié)果表明：?jiǎn)屋d波頻域均衡（SC-FDE）技術(shù)相較于正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)和單載波時(shí)域均衡（SC-TDE）技術(shù)在廣域物聯(lián)

3、網(wǎng)通信中有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　2.給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，并根據(jù)該指標(biāo)研究設(shè)計(jì)了面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的SC-FDE系統(tǒng)的基帶技術(shù)方案，包括幀結(jié)構(gòu)、編解碼、調(diào)制解調(diào)、同步技術(shù)、信道估計(jì)及頻域均衡等。根據(jù)研究方案設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的發(fā)送端及接收端的架構(gòu)并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真。仿真結(jié)果表明：系統(tǒng)性能良好，可以進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn)。
　　3.采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法按功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊劃分，加入了自適應(yīng)截位模塊以提高系統(tǒng)的可靠性，然后基于ISE和Modelsim等

4、工具對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和仿真。實(shí)現(xiàn)過程中采用了流水線的設(shè)計(jì)思想并使用了靈活的接口配置，為進(jìn)一步的調(diào)試測(cè)試及系統(tǒng)擴(kuò)展打下基礎(chǔ)。最后仿真結(jié)果表明：初步實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能，可以進(jìn)行下一步的調(diào)試和測(cè)試。
　　4.設(shè)計(jì)了相應(yīng)的SC-FDE實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件測(cè)試平臺(tái)和測(cè)試方案，然后在多徑信道下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試和測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容主要包括丟幀率測(cè)試、誤碼率測(cè)試及動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試等。測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，并且滿足了動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)效果較好，表明可以基于該原型