适用于ZigBee协议的收发机数字基带系统设计及FPGA实现

摘要

随着无线通信技术的不断发展,低功耗、低成本及短距离通信成为了研究的热点。针对ZigBee协议的低功耗、低成本、低复杂度以及低传输速率等特点,本文提出了一个符合ZigBee协议的射频收发机数字基带设计,适用于低速无线个人通信系统。
　　论文首先介绍了ZigBee协议的主要内容、特征以及整体的架构,并详细介绍了ZigBee协议的物理层规范和射频收发机架构的组成,并且讨论了接收机的三种基本架构,比较了它们各自的优、缺点,并分析出数字中频式接收机更符合ZigBee协议。然后介绍了发射机和接收机的数字基带设计,通过方案的论证设计出了发射系统和接收系统的框架,并仔细阐述了组建框架的每个模块实现的思路和设计的流程。在此基础上通过Quartus II软件平台,论文详细讨论了射频收发机具体的FPGA实现,解决了镜像抑制、载波相位恢复、O-QPSK的非相干解调和数字下变频等一系列问题,同时使用CRC校验有效克服了误码问题。最后,简单介绍了调试测试过程及检测结果。
　　本文初步实现了基于ZigBee协议的射频收发机的数字基带的FP GA验证,同时介绍了整个系统在调试过程中遇到问题及解决方案,并给出了发射和接收的效果图。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外发展概述

1.3本论文主要工作和内容安排

第二章 ZigBee协议综述

2.1 ZigBee协议概述

2.2 ZigBee协议的物理层规范

2.3 收发机架构

2.4 小结

第三章 射频收发机数字基带设计

3.1数字基带的基本理论

3.2发射机的数字基带设计

3.3 接收机的数字基带设计

3.4 小结

第四章 射频收发机的F P GA实现

4.1 FPGA和DE2-115开发介绍

4.2 FPGA设计流程

4.3发送部分的流程设计

4.3 接收部分的流程设计

4.4 无线通信控制状态机

4.5 小结

第五章 调试过程及仿真结果

5.1 整个系统联调

5.2 调试过程遇到问题及解决方法

5.3 小结

结束语

致谢

参考文献