[发明专利]一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统

权利要求书

1.一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：包括发射端和接收端；发射端包含加扰模块、成帧模块、前向纠错编码模块、添加帧前缀模块、高速收发模块、开关键控调制模块、太赫兹频率源；接收端包括与发射端相对应的接收处理模块，包括直接检波器、高速收发与数据时钟恢复模块、帧同步模块、前向纠错译码模块、拆帧模块和解扰模块；所述加扰模块和解扰模块采用并行架构，用于实现基于任意加扰多项式的加解扰，并行度根据需要的处理速率和采用的具体器件而定；所述成帧模块和拆帧模块按照一定的帧格式为待发送的MAC层协议数据单元添加帧头；所述一定的帧格式为PPDU帧格式，包括帧前缀、帧头和MPDU三个部分；所述前向纠错编码模块和前向纠错译码模块为包含帧头和MPDU部分的数据提供纠错编码保护，前向纠错编码模块和前向纠错译码模块采用并行架构；所述发射端的添加帧前缀模块和接收端的帧同步模块功能相对应，添加帧前缀模块用于在帧头前添加使接收端实现帧同步的前缀序列，帧同步模块用于在接收端的高速收发与数据时钟恢复模块输出的乱序并行比特流中定位数据帧的正确起始位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：发射端的高速收发模块用于将并行数据实现并串转换，给前端上变频模块提供10Gbps以上速率的高速基带数据流；接收端的高速收发与数据时钟恢复模块用于将并行数据实现并串转换，还同时具有时钟数据恢复功能，从接收高速数据流中提取时钟信号，用于接收端数据的处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：发射端的开关键控调制模块根据基带数据，对射频载波信号进行速率超过10GHz以上速率的开或关，实现幅度调制，并在发射前进行模拟低通或带通滤波。

4.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：直接检波器根据接收到的开关键控调制信号，直接提取出包络信号，并经过包络整形后形成10Gbps以上速率的基带比特数据流。

5.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：帧前缀包含有一个用于帧同步的预定义二进制比特序列，用于对接收比特流的起始位置进行定位；所述二进制比特序列的长度为128bit～256bit。

6.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：帧头部分包含有帧控制、MPDU长度和循环冗余校验三个字段。

7.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：帧头部分中，帧控制字段包含有帧控制信息，用于为接收端提供各类信息，使数据可被正确接收，帧控制字段的长度定义为32bit；MPDU长度字段用于使接收端正确定位有效数据的结尾，MPDU长度字段的长度定义为16bit；循环冗余校验字段采用CRC-16技术，对帧头部分的数据提供错误检测功能。

8.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：发射端接收到上层下发的待发送数据后，首先对待发送数据进行加扰，以消除长连续的0或1在调制后射频信号中产生的直流分量；然后，根据PPDU帧格式对加扰后的数据进行成帧；再对PPDU帧进行前向纠错编码以提高其信道容错能力；然后，再在编码后的帧头前添加帧前缀；最后，送往高速收发模块和开关键控调制模块实现并行数据的并串转换和开关键控调制，进行无线太赫兹波的发射。

9.根据权利要求1所述的一种用于太赫兹无线网络的物理层架构系统，其特征在于：接收端接收到太赫兹波信号后，先经过直接检波器获得调制波形的包络，并经过波形放大整形后得到高速串行数据流；然后送入高速收发和数据时钟恢复模块实现数据的串并转换和时钟信号提取；再经过帧同步模块正确定位数据帧的起始位置；然后经过前向纠错译码模块对数据进行译码；然后拆帧模块按照定义的PPDU帧格式从中提取帧头各部分的信息以及帧体部分的数据；最后帧体部分数据经过解扰后即恢复出发送端的原始数据，并将数据提交给上层模块进行处理。