自组网物理层通信模块的设计与实现

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1、雜傾匿硕士学位论文＿Ｉ自组网物理层通信模块的设计与实现作者姓名吴占生学校导师姓名、职称栾英姿副教授企业导师姓名、职称韩敬东高工由请举位类别工程硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的

2、任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一。学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任本人签名：＾日期：州Ｕ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，ｇ卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在＿年解

3、密后适用本授权书。本人签名：＾导师签名：沒ｄ＾日期：日期：学校代码10701学号1501320437分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文自组网物理层通信模块的设计与实现作者姓名：吴占生领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：栾英姿副教授企业导师姓名、职称：韩敬东高工学院：通信工程学院提交日期：2018年6月DesignandImplementationofthePhysicalLayerCommunicationModuleinAdHocNetworksAthesissubmittedtoXIDI

4、ANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByWuZhanshengSupervisor:LuanYingziTitle:AssociateProfessorSupervisor:HanJingdongTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要随着通信技术的飞速发展，自组织网络凭借其灵活机动、组网迅速、适应环境能力强的特点得到了广泛应用，特别是在抢险救灾、战场

5、通信等没有基础设施支持的地方。通信节点设备的性能对整个网络起着至关重要的作用，现有的自组网通信节点逐渐形成了一些通用的模块，但存在着通信制式单一、处理能力不足、体积偏大、功耗过高等问题。因此，需要在满足系统功能要求的前提下，提高信号的抗干扰传输能力，并兼顾模块化、高速化、小型化的需求。软件无线电作为自组网的关键技术，具有功能灵活，升级方便，通用型强等特点，设计和实现新型高效的自组网物理层通信模块有着重要的研究意义和应用价值。论文首先介绍了自组网与软件无线电的研究背景及发展历程，并阐述了课题的研究意义与论文结构。而后，提出了通信模块的基带系统设计方案，并分别

6、对发射机与接收机的关键技术原理进行了介绍。方案中采用直接序列扩频作为系统的通信方式，加入了级联码编码方案以提高系统的纠错能力。在接收端的设计中，采用零中频接收机架构，利用零中频锁频锁相环对基带接收数据进行同步解调。接着，选取AD9364和AlteraCycloneV芯片作为核心器件，围绕其制定通信模块的硬件平台设计方案，对方案中的电源管理、功率放大器、射频切换开关等主要模块的器件选型和功能配置进行了介绍。特别的，添加了两级低噪放模块，用以动态调节接收信号强度。在硬件电路的设计中，将基带处理板与射频板分开，采用AB板设计的方式简化设备体积。最后，绘制硬件平台

7、的原理图并完成PCB制板。论文接着对通信模块的基带系统方案进行FPGA实现，介绍收发两端关键模块的实现方法与过程，并将程序下载到FPGA中，通过JTAG连接硬件平台，利用软件自带的SignalTap验证分析仿真时序。然后利用万用表、频谱仪、衰减器等设备对硬件平台进行功能测试，测量其功耗与接收灵敏度。最后，将通信模块与上层网络协议开发板进行级联，组建网络节点，测试节点的最大传输速率，并对不同环境下的节点数据传输性能进行对比分析。设计结果表明，本文设计的自组网通信模块具有小型化、高速化、集成化、抗干扰的优点，依赖灵活配置的基带信号处理算法，高度集成的模块化硬件

8、平台，高性能的核心处理器件，能够实现信息的高效准确传输，可扩展性强