自組織網(wǎng)絡(luò)MAC層隨機接入設(shè)計與FPGA實現(xiàn).pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)是由若干無中心、分布式的無線通信設(shè)備臨時自由組合形成的一種無線分組網(wǎng)絡(luò)。具有靈活性強，展開快速且抗毀性好等優(yōu)點，成為無線通信技術(shù)發(fā)展重要方向之一。但目前基于競爭方式的自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)議存在節(jié)點信道資源分配不均，業(yè)務(wù)接入時延抖動較大等問題，因此，需要設(shè)計一個公平高效的MAC層接入控制方案以解決上述問題。
　　論文研究了MAC層接入控制技術(shù)，設(shè)計了時分多址的MAC層接入方案，完成了接入控制及業(yè)務(wù)傳輸軟件的FPGA實現(xiàn)，并針對

2、各項功能和指標，進行了詳細的測試。全文主要工作如下：
　　第一，根據(jù)便攜設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)需求分析并設(shè)計了自組網(wǎng)接入整體方案。討論了現(xiàn)有MAC層接入技術(shù)原理，比較其優(yōu)缺點。設(shè)計了預(yù)約機制的時分多址網(wǎng)絡(luò)接入方案，完成網(wǎng)絡(luò)時隙結(jié)構(gòu)定義，節(jié)點接入、異常處理及數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究了現(xiàn)有同步算法原理，定義了易于 FPGA實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)同步機制；計算并分析了所設(shè)計系統(tǒng)的同步精度、接入時延、吞吐量、運動影響性能。
　　第二，給出了預(yù)約機制時

3、分多址接入方案在 FPGA上的詳細邏輯設(shè)計。自頂向下設(shè)計了同步及接入方案在 FPGA上的實現(xiàn)細則，包括總體架構(gòu)，狀態(tài)控制，模塊功能劃分以及主要模塊的處理流程。
　　第三，測試與分析便攜設(shè)備組網(wǎng)接入及業(yè)務(wù)傳輸實現(xiàn)效果。首先針對接入控制功能模塊及接口進行了測試與分析，然后在FPGA內(nèi)部測試了接入方案性能；最后進行整機接入及業(yè)務(wù)傳輸驗證。結(jié)果表明，實現(xiàn)后的接入控制方案同步精度2.5μs，最大吞吐量1.41Mbps，可以保證半徑2km范圍