学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于G.hn标准的基带调制解调硬件平台设计与调制技术研究

作　者: 李红卫
导　师: 曾桂根
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 家庭网络 G.hn G.9960 EP3C80F484
分类号: TN915.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 13次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

安全高速统一的有线网络技术是未来家庭网络的发展方向,它利用家庭内部常见传输媒介如电力线、电话线、同轴电缆在不需要重新铺设线路的情况下实现通信;作为下一代家庭网络通信技术标准,ITU-T G.hn标准的出现无疑使人们看到了未来家庭网络的发展前景,根据G.hn的物理层协议G.9960的描述,其支持家庭内部常见的三种传输媒介,采用OFDM技术、QC-LDPC编码、AES-128bit加密技术以及高带宽,能够满足人们对家庭娱乐、高清视频传输、快速安全上网的要求,物理层理想传输速率高达1Gbps,是当今无线网络的20倍,有线网络的3倍,所以对基于G.hn标准的硬件研究意义重大。论文首先分析了G.hn标准的国内外发展现状和趋势,通过对基于G.hn标准的家庭网络结构和G.hn收发器协议架构的分析,得出用于硬件设计的协议模型;其次,研究了物理层调制技术,重点研究了物理层信道编码算法;接着根据需求分析,采用Altera公司的FPGA器件EP3C80F484作为基带处理芯片完成能够对基于G.hn标准的电话线基带50MHz信号处理的调制解调硬件平台方案的设计,论文重点介绍了硬件方案的实现方法,包括功能介绍、原理图设计,并完成印制电路板设计;最后完成整个硬件板的调试实验,给出相应的测试结果。论文通过对G.hn标准的物理层协议G.9960的需求分析,选择合适的FPGA器件,完成物理层调制解调硬件平台的设计,以及驱动程序的编写,完成硬件板的测试工作,实验结果表明,硬件板工作性能良好,能够支持对基于G.hn标准的电话线基带50MHz的处理。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
缩略语  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及意义  10-12
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 研究意义  11-12
  1.2 G.hn 发展趋势  12-14
  1.3 论文的工作内容及论文结构  14-16
    1.3.1 论文的工作内容  14-15
    1.3.2 论文的结构  15-16
第二章 G.hn 标准概述  16-25
  2.1 G.hn 标准优势  16-17
  2.2 G.hn 标准工作频段规划  17-18
  2.3 G.hn 家庭网络结构  18-20
    2.3.1 G.hn 家庭网络收发器节点分类  18-19
    2.3.2 G.hn 家庭网络中域的操作模式  19
    2.3.3 G.hn 家庭网络应用拓扑结构  19-20
  2.4 G.hn 协议架构  20-22
  2.5 基于G.hn 家庭网络技术的互联互通  22-23
  2.6 G.hn 应用领域  23-24
  2.7 本章小结  24-25
第三章 G.hn 物理层调制技术  25-44
  3.1 G.hn 物理层总体结构  25-26
    3.1.1 G.hn 物理层发送部分结构  25-26
    3.1.2 G.hn 物理层接收部分总体结构  26
  3.3 G.hn 物理层参数及最大速率计算  26-28
  3.4 G.hn 物理层的帧结构  28-30
    3.4.1 前导  29
    3.4.2 帧头  29-30
    3.4.3 ACE 介绍  30
  3.5 发送端PCS 子层  30-31
  3.6 发送端PMA 子层  31-36
    3.6.1 LDPC 编码简介  31-32
    3.6.2 基于G.hn 标准的LDPC 编码器原理  32-33
    3.6.3 基于G.hn 的编码方案设计  33-36
  3.7 发送部分PMD 子层  36-42
    3.7.1 OFDM 系统基本原理  36-38
    3.7.2 循环前缀CP  38-39
    3.7.3 G.hn 物理层OFDM 调制原理  39-41
    3.7.4 物理层子载波的分类与未用子载波处理方法  41-42
  3.8 系统占用FPGA 资源评估  42-43
  3.9 本章小结  43-44
第四章基于G.hn 标准的基带处理硬件设计  44-67
  4.1 基于G.hn 标准的硬件方案分析  44-45
    4.1.1 基带处理硬件总体方案  44
    4.1.2 传输媒介的选择  44-45
    4.1.3 工作频段的选择  45
  4.2 硬件芯片选型与系统原理分析  45-49
    4.2.1 基带处理芯片的选择  45-46
    4.2.2 ADC/DAC 芯片选型  46-47
    4.2.3 FPGA 芯片选型  47-49
  4.3 硬件系统方案设计  49-50
  4.4 硬件方案实现  50-60
    4.4.1 ADC 前端设计  50-51
    4.4.2 ADC 原理设计  51-52
    4.4.3 DAC 原理设计  52-54
    4.4.4 网络接口模块设计  54-55
    4.4.5 FPGA 模块设计  55-60
  4.5 电源模块设计  60-63
  4.6 印制电路板设计  63-66
    4.6.1 高速电路板处理原则  63-64
    4.6.2 系统板PCB 设计  64-66
  4.7 本章小结  66-67
第五章硬件调试与实验  67-82
  5.1 编程语言及开发工具  67
    5.1.1 VHDL 语言  67
    5.1.2 Quartus II 软件  67
  5.2 调试实验平台  67-69
    5.2.1 FPGA 模块调试  68-69
  5.3 ADC/DAC 模块调试  69-76
    5.3.1 高速DA 的调试  69-72
    5.3.2 高速AD 的调试  72-74
    5.3.3 联合调试结果分析  74-76
  5.4 LAN9220 模块调试  76-81
    5.4.1 LAN9220 初始化  76-78
    5.4.2 LAN9220 读写控制程序设计  78-80
    5.4.3 LAN9220 实验结果分析  80-81
  5.6 本章小结  81-82
第六章结论与展望  82-83
  6.1 本文工作总结  82
  6.2 展望  82-83
致谢  83-84
参考文献  84-86

相似论文

EIB家庭网关的研究与设计,TP393.05
基于G.hn标准的数据终端MAC层实现方案研究,TN915.09
鸡IL-18与新城疫HN基因融合蛋白酵母表达条件的优化及生物活性研究,S858.31
基于ARM的嵌入式家庭网关的研究与设计,TP393.05
数字家庭网络标准与应用系统研究,TN915.02
混合EPG推荐系统中解析器的设计与实现,TN949.292
智能家居系统中家电控制的研究与实现,TP368.1
鸡新城疫病毒ND-xx08株分离鉴定及F、HN基因的克隆与分析,S852.65
新城疫病毒HN基因的克隆及其在CHO/dhfr-细胞中的表达,S852.659.6
基于UPnP的智能家庭网络的研究与实现,TP273.5
面向界面自动生成的家庭网络协议的设计,TP393.04
PIN管测量高能X光的研究,TL814.1
闪联基础协议的研究与实现及其安全机制分析,TN915.04
鸡新城疫抗体检测试纸条的研制及初步应用,S858.31
抗体免疫选择压作用下新城疫病毒HN基因和F基因的变异,S852.65
数字家庭网络安全技术研究,TP393.08
基于网络融合的GPON系统研究与应用,TN929.1
数字家庭网络服务质量控制技术的研究,TP393.09
可信数字家庭网络远程接入模型与设计,TP393.08
超宽带（UWB）技术在数字家庭中的应用,TN925