张振明开题报告

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1、唐山学院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：WiMAX通道仿真器的FPGA设计信息工程通信工程系别：_________________________张振明专业：_________________________李兵姓　名：_________________________姚明林指导教师：_________________________辅导教师：_________________________2011年03月08日题目类型（打√选择）设计（√）论文（）一、文献综述无线信道的研究对于无线通信系统有着重

2、要意义。伴随着3G等无线通信技术的成熟，无线信道的研究也在不断地前进。全球微波互联接入（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX）是一种基于IEEE802.16协议的无线宽频传输标准，目前针对WiMAX的信道仿真主要集中在外场测试，这种测试方法代价高，且难以实现对不同环境下不同效应的测试。相对于外场测试而言，实验室环境下的测试容易实施，并且可以模拟在不同的实际环境下的信道效应。但目前实验室环境下的测试还不完善。因此，设计一个方便使用者在研究WiMAX基

3、带时可以在传送端与接收端之间加入可调整环境变数的信道仿真器是十分必要的，有利于接收端做效能的测试与调整。业界对无线信道仿真模型的研究由来已久，1974年W.C.Jakes在他的书MicrowaveMobileCommunication中使用Jakes'Model来描述在无线信道中会产生的Rayleigh/RicianFading后来被广泛应用。在1991年，T.A.Wilkinson用Power-Delay、Rayleigh/Ricianfading来描述数字欧洲无绳电话（DigitalEuropeanCor

4、dlessTelephone，DECT）的信道模型，他用此模型来模拟DECT系统的误码率，这个方法后来被广泛的应用于同时有Fading和Multipath的信道。由于每种无线信道的特性不同，模拟方法和硬件架构也不尽相同，当前，无线信道仿真主要包括针对小尺度衰落模型和大尺度衰落模型的研究；信道仿真器的设计多是基于IEEE802.11协议的，基于IEEE802.16协议的则比较少。就WiMAX而言，IEEE并没有制定其信道模型标准，目前的一些研究中通常采用的是IEEE所认可的SUI信道模型，但是此种模型的移动性能

5、不强。因此，希望参考IEEE802.11协议的无线信道仿真器的设计原理，用IEEE802.16协议中的某些信道模型去逼近WiMAX。为此，在设计中除了选择SUImodel以外，还结合了WCDMA的3GPPmodel加上适合移动式的Jakes’Model来组成WiMAX多重路径信道衰减，再加上其他的信道效应（频率偏移、路径损失、高斯白噪声）等。在硬件设计方面，FPGA编程采用的是并行的VHDL语言，速度快，功耗低，并且大多数当前的FPGA都内嵌DSP核，大大提高了其运算能力。鉴于FPGA本身的诸多优点，多数移动

6、无线信道仿真器设计都采用FPGA作为设计载体，经过对关键技术和实现方法的分析，发现基于FPGA的信道仿真器能够实时模拟无线信道的主要特点，如多径时延、多普勒频移、瑞利衰落等，其主要的技术指标能够满足设计要求。这种模拟器结构简单，参数可调，易于扩展，通用性强，可以部分或全部集成到处于研制阶段的接收机中，便于性能测试。因此，本设计同样采用FPGA作为设计的基础。二、设计（论文）主要内容主要设计内容为：针对WiMAX的主要参数特征，设计宽带无线信道的信道仿真器（ChannelEmulator）。由于WiMAX目前还

7、没有一个公认的标准，所以必须参照IEEE802.16系列的某些信道模型（如SUIModel）去逼近WiMAX。信道设计主要包括：1.多路径信道衰减设计2.修正的Jakes’Model信道设计3.分布式随机序列生成器设计4.时隙延时设计5.频率偏移设计6.白色高斯噪声设计7.顶层文件设计与时序仿真分析三、设计（研究）方案选择适合的通信系统模型，前面已经提到，目前还没有公认的WiMAX无线信道模型，这里选择SUIModel、WCDMA的3GPPModel和Jakes'Model。在给予适当的环境参数情况下，将可接

8、近真实无线信道中复杂而多变的干扰及其他效应，模型建立完成后，利用FPGA芯片将模型按照模块化的设计方式进行设计，并对设计整体进行时序分析。因为系统相对复杂，采取模块化的设计方案：数据源产生模块，用来产生上行测试数据，在系统调试阶段可以用一个计数器代替其使用；多径时延模块，在不同的信道环境中模拟多径信号的时延；瑞利衰落模块，瑞利分布是基于Jakes'Model模型算法，模拟平坦衰落信道，是设计中最为核