基于数字切换波束成形的智能基站应用研究及其FPGA实现

摘要

无线局域网是现今发展最快的无线通信技术之一,它具有灵活性、移动性和安装便捷等优点,在小范围内组网具有难以替代的优势。然而由于工作频段以及功率限制,无线局域网基站的覆盖范围有限,这个缺点使其在进一步的应用和大范围组网面临一系列的问题,而智能天线正好能够解决这一缺陷。
　　本文首先介绍了无线局域网及智能天线的相关概念,发展历史,并对项目的开发平台现场可编程门阵列(FPGA)及其开发流程做了简单描述,提出了一种将智能天线应用与无线基站的方案,并对方案的整体框架进行了描述,对方案中使用的芯片也做了一定的说明,并对智能天线波束成形算法进行了详细的讨论,讨论了波束成形权值的计算及量化,最后使用硬件描述语言Verilog,在XC2V1000上完成了波束成形算法,并对算法进行了详细的说明,对每个子模块都进行了验证,最后对波束成形系统进行了板级调试。

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第一章绪论

1.1 无线局域网概论

1.2 智能天线的概论

1.3 本课题的研究背景及意义

1.4 论文的组织结构

第二章数字波束成形算法的开发平台FPGA

2.1 FPGA的内部结构

2.2 FPGA开发流程

2.3 硬件描述语言Verilog

2.4 论文中的FPGA开发软件及器件概述

2.5 本章小结

第三章智能基站整体设计及配置电路FPGA实现

3.1 智能天线方案选型

3.2 智能基站整体方案

3.3 智能基站相关芯片简介

3.4 配置单元的FPGA实现及验证

3.5 本章小结

第四章数字切换波束成形算法

4.1 均匀圆阵切换波束成形算法

4.2 基于CST软件数字切换波束权值计算

4.3 基于MATLAB软件波束权值量化

4.4 本章小结

第五章数字波束成形算法的FPGA实现及验证

5.1 数字波束成形模块(DBF)的顶层描述

5.2 波束成形子模块划分及实现

5.3 切换波束成形系统资源使用报告

5.4 静态时序分析报告

5.5切换波束成形系统硬件验证

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1课题研究价值及总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献