基于fpga的wban窄带系统设计与实现

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1、中图分类号：学校代码：10055UDC：密级：公开硕士学位论文基于FPGA的WBAN窄带系统设计与实现TheDesignandImplementationoftheWBANNBSystemBasedonFPGA论文作者朴尹成指导教师吴虹教授申请学位工学硕士培养单位电子信息与光学工程学院学科专业通信与信息系统研究方向无线通信技术答辩委员会主席李英善评阅人赵风海，牛文成南开大学研究生院二○一六年五月南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究

2、成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：朴尹成2016年5月30日非公开学位论文标注说明(本页表中填写内容须打印)根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。论文题目申请密级□限制(≤2年)□秘密(≤10年)□机密(≤20年)保密期限20年月日至20年月日审批表编号批准日期20年月日南

3、开大学学位评定委员会办公室盖章(有效)注：限制★2年(可少于2年);秘密★10年(可少于10年);机密★20年(可少于20年)南开大学研究生学位论文作者信息论文题目基于FPGA的WBAN窄带系统设计与实现姓名朴尹成学号2120136002答辩日期2016年5月25日论文类别博士□学历硕士√专业学位硕士□同等学力硕士□划√选择学院(单位)电子信息与光学工程学科/专业(专业学位)名称通信与信息系统联系电话电子邮箱通信地址(邮编)：非公开论文编号备注注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写一份并签字后交校图书馆，如已批准为非公

4、开学位论文，须附批准通过的《南开大学研究生申请非公开学位论文审批表》和“非公开学位论文标注说明”页。摘要摘要随着无线通信技术和传感器技术的飞速发展，无线传感器网络（WSN）逐渐被应用到娱乐、军事和医疗等领域。作为WSN的一个分支，以人体为中心的无线体域网（WBAN）受到越来越多的关注。目前，IEEE组织定义的WBAN与WSN在很多方面有相似之处。但因为无线体域网是以人体为中心的网络，所以需要对无线传输技术、能耗和信道模型等问题做深入研究。本文首先介绍了无线体域网的概念和研究现状以及研究意义，然后对IEEE组织提出的WBAN的物理层、MAC层、

5、拓扑结构和安全模式进行了阐述。在深入研究IEEE802.15.6标准的基础上，提出了WBAN窄带系统设计方案。从理论的角度，对WBAN窄带系统发射机和接收机的各功能模块的意义和原理进行了详细的分析和研究，主要包括BCH（63,51）信道编解码、比特交织解交织、扰码解扰等。本文在已确定的WBAN窄带系统发射机和接收机方案的基础上，提出了基于FPGA的WBAN嵌入式窄带系统设计方案与实现流程。利用QUARTUSII8.0的SOPCBuilder工具生成了NIOS2CPU，使用Verilog语言编写各功能模块，利用C语言在NIOS2IDE8.0上编

6、写了系统控制程序以及采用ADF7023芯片设计了射频电路板。最后利用AlteraCycloneIII系列的EP3C120F780C7开发板和射频电路板对整个WBAN嵌入式窄带系统进行板级测试验证。在对整个系统的验证结果进行详细分析后表明，本论文提出的基于FPGA的WBAN窄带系统的设计方案是合理的，可以满足系统的设计要求。关键词：无线体域网；窄带；FPGA；IEEE802.15.6；BCHIAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologyandse

7、nsortechnology,thewirelesssensornetwork(WSN)hasbeengraduallyappliedtothefieldofentertainment,militaryandmedicaltreatment.Thebody-centricwirelessbodyareanetwork(WBAN)isthebranchofWSNandattractsmoreandmoreattention.Currently,thedefinitionofWBANandWSNhassimilaritiesinmanyrespe

8、cts,whiletheWBANisthebody-centricnetwork,sothewirelesstransmissiontechnology,energ