基于FPGA軟件無線電平臺的D2D尋呼算法設計與實現.pdf

1、移動互聯網的快速發(fā)展促進了設備到設備（D2D）通信技術的發(fā)展。D2D系統(tǒng)是一個沒有控制中心的分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中的無線設備自行組網，設備之間直接通信。高通公司研發(fā)的 FlashLinQ技術，是一種應用在 D2D系統(tǒng)的通信協議。在FlashLinQ協議中，節(jié)點檢測到干擾信號，并不是立即退避，而是通過判斷SIR是否滿足閾值來決定是否退避，因此相應網絡具有很高的頻譜空間復用度。
　　FlashLinQ協議在進行鏈路調度時，隨機地分配優(yōu)先級

2、，不能充分利用鏈路分集增益提高系統(tǒng)吞吐量，一定程度上增加了鏈路調度時延。本文介紹的 DO-Fast協議采用兩種改進方法，能夠很好地解決這個問題。方法一是使鏈路依照信道質量由高到低進行排序分組，給信道質量高的鏈路分配較多的優(yōu)先調度機會。方法二是采用組間輪詢和組內輪詢優(yōu)先調度機制，分別從大尺度和小尺度范圍保證鏈路的公平性。本文介紹了 DO-Fast協議的整體設計思想，剖析協議的幀結構，估算協議的開銷，描述協議的實現流程，給出每個時隙信息交互

3、方式。最后在理論上分析驗證了協議相對于原協議對網絡性能的提升作用。
　　本文根據DO-Fast協議描述，基于FPGA軟件無線電平臺設計了協議尋呼算法的實現方案。該設計方案需要完成OFDM基帶系統(tǒng)、OFDMA基帶系統(tǒng)和MAC層尋呼算法的設計。OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)參考IEEE802.11a標準設計。MAC層尋呼算法的主要思想是對所有鏈路按照信道質量進行排序分組，為業(yè)務時隙的連接調度做準備。DO-Fast是時間同步協議，全網節(jié)點

4、需要精確的同步操作。FPGA具有并行計算的能力和確定的處理時延，非常適合實現同步協議。本文使用的FPGA開發(fā)板是Nutaq Perseus601x，射頻收發(fā)模塊是Microsystems Radio420。這兩個器件功能強大，通過Nutaq平臺方便地與PC機通信，完全滿足設計要求。
　　本文完成了物理層OFDM和OFDM A基帶系統(tǒng)設計、DO-Fast協議MAC層整體框圖設計。使用Verilog HDL語言完成了物理層程序編寫、M