基于FPGA的UWB MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn).pdf

1、超寬帶(Ultra-Wideband，UWB)無線通信技術(shù)以其高傳輸速率、高分辨率和低功耗等技術(shù)優(yōu)勢日益受到人們的青睞，成為無線通信領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。MAC協(xié)議在通信系統(tǒng)中承擔(dān)資源調(diào)度的任務(wù)，它通過PHY SAP接口從物理層接收服務(wù)，并通過MAC SAP向上層提供服務(wù)。為了滿足超寬帶信號的高速處理和低功耗要求，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)通道的處理應(yīng)該由硬件實(shí)現(xiàn)。所以本論文依據(jù)ECMA-368和ECMA-369國際標(biāo)準(zhǔn)，采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了超寬帶

2、MAC協(xié)議。
　　本論文重點(diǎn)研究的是UWB MAC協(xié)議的硬件實(shí)現(xiàn)方案，首先依據(jù)ECMA-368/369標(biāo)準(zhǔn)對協(xié)議進(jìn)行了模塊劃分和功能定義，給出滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程，并最終用FPGA實(shí)現(xiàn)MAC協(xié)議，進(jìn)行性能驗(yàn)證。
　　本文簡單介紹了超寬帶無線通信技術(shù)、Ad hoc MAC協(xié)議和FPGA技術(shù)，分析了MAC硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)。接著，根據(jù)ECMA-368/369標(biāo)準(zhǔn)，對協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)解讀，說明了MAC協(xié)議在UWB系統(tǒng)中的層次結(jié)

3、構(gòu)，給出了協(xié)議中基本概念的定義和幀結(jié)構(gòu)框圖。隨后，根據(jù)對協(xié)議關(guān)鍵算法的研究，提出了動態(tài)MASs配置和適用于視頻業(yè)務(wù)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)重傳方法等技術(shù)改進(jìn)措施，減少了幀發(fā)送延遲或Buffer邏輯資源的使用。
　　文中著重給出了UWB MAC的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)，主要包括幀處理、MAS管理、幀發(fā)送序列、ARQ策略、緩存器管理和接口邏輯等功能模塊。定義了各模塊間的接口信號并給出了各模塊的實(shí)現(xiàn)流程及時序仿真結(jié)果，在FPGA硬件平臺上對所實(shí)