面向WBAN基帶處理的SoC系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著人們對健康問題的關(guān)注和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療電子得到越來越多的使用，這推動了無線體域網(wǎng)(WBAN)的發(fā)展。2012年IEEE正式發(fā)布了WBAN標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802.15.6，規(guī)定了MAC層和窄帶、超寬帶、人體通信物理層的具體內(nèi)容，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的興趣。
　　物理層位于OSI參考模型的最底層，直接面向通信介質(zhì)，為MAC層提供傳輸原始比特流的物理連接。窄帶物理層是WBAN專門針對醫(yī)療電子而優(yōu)化的低功耗物理層協(xié)議，本文對其進(jìn)

2、行了深入分析和研究，采用matlab進(jìn)行了建模，在不同工作模式下對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真和分析，達(dá)到了WBAN窄帶物理層協(xié)議規(guī)定的可靠性要求。
　　然后本文針對窄帶物理層協(xié)議設(shè)計了PHY硬件加速器。由于醫(yī)療電子對能量的嚴(yán)格要求，在進(jìn)行PHY硬件加速器設(shè)計時，本文將功耗作為首要考慮因素。在各個模塊的不同設(shè)計方案中，本文選擇了低功耗和低成本的實現(xiàn)版本，并分時復(fù)用了BCH編碼、擴頻和交織、加擾器等模塊。在進(jìn)行濾波器設(shè)計時，本文采用了正則有

3、符號數(shù)編碼和共享子表達(dá)式的方法降低功耗。
　　在此基礎(chǔ)上本文研究了面向WBAN基帶處理的SoC系統(tǒng)，包括硬件平臺和軟件平臺。為了降低基帶SoC的功耗，利用時鐘門控單元使處于系統(tǒng)中處于空閑狀態(tài)的模塊自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，等模塊需要進(jìn)入工作狀態(tài)時將其喚醒。為了方便SoC系統(tǒng)的配置、仿真和驗證，本文利用wxPython實現(xiàn)了基帶SoC系統(tǒng)的圖形化配置界面。
　　最后對基帶SoC系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和FPGA驗證。并對PHY硬件加速器進(jìn)行了A