物联网(Internet of Things,IoT)是指通过各种信息传感设备,实时采集需要监控、连接、互动的物体或过程的各种信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物,人与物,人与人之间的互联,方便识别、管理和控制。物联网是新一代信息技术的重要基础,它所需的无线网络连接方式有广域和局域两种,局域连接方式主要为WiFi、蓝牙、Zigbee等,目前应用已比较成熟。但是随着物联网的发展,局域连接方式已经越来越不能满足物联网对于信息交换的需求,于是低功耗广域网络(LPWAN)应运而生,它具有远距离、低功耗、低运维成本等特点,实现了物联网的广域低成本覆盖。本文从LPWAN物理层技术特点出发,研究实现一种面向物联网应用的单载波频域均衡(SC-FDE)系统。本文的主要内容包括:1.理论分析广域物联网对无线通信技术的要求,结果表明:单载波频域均衡(SC-FDE)技术相较于正交频分复用(OFDM)技术和单载波时域均衡(SC-TDE)技术在广域物联网通信中有明显的优势。2.给出系统设计指标,并根据该指标研究设计了面向物联网应用的SC-FDE系统的基带技术方案,包括帧结构、编解码、调制解调、同步技术、信道估计及频域均衡等。根据研究方案设计了系统的发送端及接收端的架构并进行了系统仿真。仿真结果表明:系统性能良好,可以进行FPGA实现。3.采用自顶向下的设计方法按功能对系统进行了模块划分,加入了自适应截位模块以提高系统的可靠性,然后基于ISE和Modelsim等工具对设计进行了实现和仿真。实现过程中采用了流水线的设计思想并使用了灵活的接口配置,为进一步的调试测试及系统扩展打下基础。最后仿真结果表明:初步实现了系统功能,可以进行下一步的调试和测试。4.设计了相应的SC-FDE实现系统硬件测试平台和测试方案,然后在多径信道下对系统进行了调试和测试,测试内容主要包括丢帧率测试、误码率测试及动态范围测试等。测试结果与仿真结果基本一致,并且满足了动态范围指标,实现效果较好,表明可以基于该原型系统进行更深入的物联网通信系统的研究。