基于FPGA的CCK调制解调算法的研究与实现

摘要

无线局域网(WLAN)技术融合了无线通信技术与计算机网络技术的特点，已经成为个人通信的一个重要组成部分，能够符合人们随时随地构筑宽带无线网络的需求，在现实及未来的社会生活中已得到广泛的应用。IEEE802.11b标准的制定是无线局域网技术发展的一个里程碑。IEEE802.11b标准是当前主流的WLAN标准之一，而且符合该标准的产品占有相当大的市场份额。
　　本文重点研究补码编码键控(CCK)的调制解调算法原理和CCK解调中核心的快速沃尔什变换(FWT)算法。作为IEEE802.11b标准中关键的调制技术，CCK码字具有良好的相关特性，能够在高速率传输数据的同时有效地克服多径效应。本文首先对WLAN的结构和特点进行了简单介绍，对其中的IEEE802.11b标准进行了研究，并着重分析了其物理层基带部分的结构和规范。然后，系统地介绍了CCK码的特点，针对802.11b中的具体应用，对FWT模块做了改进，减少了运算次数;运用一种分步计算结构进行运算，节省了近一半的电路。通过比较可以发现，在11Mb/s的传输速度下，采用改进的快速沃尔什变换模块的分步计算结构能显著地减少运算量和电路规模。接下来，通过在Matlab中对调制和解调方案的仿真，得到了正确的理论数据，并验证了系统设计的可行性。
　　最后，使用硬件描述语言Verilog对实际接收中的CCK解调系统进行了设计，而后将整个系统在ModelSim中进行了功能仿真，最终基于FPGA平台开发出了实际的CCK解调电路。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 无线局域网简介

1．1．1 无线局域网的特点

1．1．2 无线局域网的物理与逻辑结构

1．1．3 无线局域网的应用

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容及结构安排

第2章 IEEE 802．11协议及FPGA平台简介

2．1 IEEE802．11标准简介

2．1．1 802．11工作方式

2．1．2 802．11数字链路层

2．1．3 802．11物理层

2．2 FPGA平台简介

2．2．1 FPGA的发展现状

2．2．2 FPGA的基本结构

2．2．3 FPFA的设计步骤

2．3 本章小结

第3章 CCK编码的调制与解调

3．1 CCK码的码字特点和性质

3．1．1 补偿码序列简介

3．1．2 多相补偿码序列简介

3．1．3 CCK码的定义

3．2 CCK调制原理

3．2．1 CCK基本调制原理

3．2．2 速率为11Mb／s的CCK调制

3．2．3 速率为5．5Mb／s的CCK调制

3．3 CCK解调原理

3．3．1 CCK基本解调原理

3．3．2 基于快速沃尔什变换的CCK解调

3．4 实际接收中改进的CCK解调算法

3．4．1 高斯噪声信道下的CCK性能分析

3．4．2 改进算法的实现

3．4．3 计算量和硬件开销对比分析

3．5 本章小结

第4章 CCK解调算法的仿真与实现

4．1 算法的Matlab仿真

4．2 CCK解调算法的设计与结果验证

4．2．1 设计原理

4．2．2 ModelSim仿真环境下实验结果及分析

4．3 基于FPGA的GCK解调算法的实现

4．3．1 核心FPGA芯片的选取

4．3．2 基于FPGA的解调电路的实现

4．4 本章小结

第5章 总结

参考文献

致谢