基于 FPGA 的太赫兹基带波形设计与实现
信息与通信工程学院
Design and implementation of terahertz baseband waveform based on FPGA
频谱问题是未来6G移动通信中所需要解决的基本问题。而太赫兹是解决未来6G移动通信频谱问题的核心技术。面向太赫兹的基带波形设计与实现,对充分开发太赫兹通信潜力,提升太赫兹的实际通信性能方面有着重大战略意义。项目主要可以分为数字和模拟两部分,两部分互相连接耦合,实现整体实现太赫兹数字基带波形的设计。数字部分基于FPGA进行太赫兹数字基带波形设计与实现,模拟部分主要是针对系统同步和系统射频上变频部分,采用双绞线直连、滤波器成型、中频混频、超外差架构等多种手段进行系统搭建。
首先利用MATLAB对大带宽信号处理算法进行仿真,并对仿真后的数据进行验证。完成算法验证后,对于需要进行实时数字信号处理的业务流,利用高速FPGA并行化处理和其内置高速时钟实现满足太赫兹大带宽、高容量要求下的相应算法。同时利用大带宽AD/DA实现大带宽空口基带信号的发送与传输。并使用外接模拟器件实现波形的中频混频,而后方便进行太赫兹上变频。
本系统设计面向太赫兹快时变信道的难题,提出相应感知辅助的信道估计算法,以期提升太赫兹通信覆盖范围及频谱效率。理论上解决信道时变导致的链路中断的基础上,在针对太赫兹通信感知一体化理论研究的基础上,同时完成示范性演示应用,以期该应用具备支撑星间通信、局域网移动通信的能力,和广阔的应用前景。