發(fā)布時(shí)間：2018-04-29 10:29

  本文選題：設(shè)備到設(shè)備 + FlashLinQ　； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展促進(jìn)了設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信技術(shù)的發(fā)展。D2D系統(tǒng)是一個(gè)沒有控制中心的分布式系統(tǒng),系統(tǒng)中的無線設(shè)備自行組網(wǎng),設(shè)備之間直接通信。高通公司研發(fā)的FlashLinQ技術(shù),是一種應(yīng)用在D2D系統(tǒng)的通信協(xié)議。在FlashLinQ協(xié)議中,節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到干擾信號(hào),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(yīng)網(wǎng)絡(luò)具有很高的頻譜空間復(fù)用度。FlashLinQ協(xié)議在進(jìn)行鏈路調(diào)度時(shí),隨機(jī)地分配優(yōu)先級(jí),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(diào)度時(shí)延。本文介紹的DO-Fast協(xié)議采用兩種改進(jìn)方法,能夠很好地解決這個(gè)問題。方法一是使鏈路依照信道質(zhì)量由高到低進(jìn)行排序分組,給信道質(zhì)量高的鏈路分配較多的優(yōu)先調(diào)度機(jī)會(huì)。方法二是采用組間輪詢和組內(nèi)輪詢優(yōu)先調(diào)度機(jī)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(xié)議的整體設(shè)計(jì)思想,剖析協(xié)議的幀結(jié)構(gòu),估算協(xié)議的開銷,描述協(xié)議的實(shí)現(xiàn)流程,給出每個(gè)時(shí)隙信息交互方式。最后在理論上分析驗(yàn)證了協(xié)議相對(duì)于原協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的提升作用。本文根據(jù)DO-Fast協(xié)議描述,基于FPGA軟件無線電平臺(tái)設(shè)計(jì)了協(xié)議尋呼算法的實(shí)現(xiàn)方案。該設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)參考IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。MAC層尋呼算法的主要思想是對(duì)所有鏈路按照信道質(zhì)量進(jìn)行排序分組,為業(yè)務(wù)時(shí)隙的連接調(diào)度做準(zhǔn)備。DO-Fast是時(shí)間同步協(xié)議,全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)需要精確的同步操作。FPGA具有并行計(jì)算的能力和確定的處理時(shí)延,非常適合實(shí)現(xiàn)同步協(xié)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(gè)器件功能強(qiáng)大,通過Nutaq平臺(tái)方便地與PC機(jī)通信,完全滿足設(shè)計(jì)要求。本文完成了物理層OFDM和OFDMA基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)、DO-Fast協(xié)議MAC層整體框圖設(shè)計(jì)。使用Verilog HDL語(yǔ)言完成了物理層程序編寫、MAC層對(duì)等發(fā)現(xiàn)算法程序編寫、MAC層尋呼算法程序編寫。物理層程序通過了實(shí)際測(cè)試,數(shù)據(jù)收發(fā)正確。MAC層對(duì)等發(fā)現(xiàn)算法和尋呼算法程序通過了仿真驗(yàn)證。由于項(xiàng)目工作量較大,協(xié)議尋呼算法程序未完成實(shí)際測(cè)試。
[Abstract]:The rapid development of mobile Internet promotes the development of D2D) communication technology. D2D system is a distributed system without control center. Qualcomm FlashLinQ technology is a communication protocol used in D-D system. In the FlashLinQ protocol, the node detects the interference signal, but determines whether the interference signal is Backoff by judging whether the SIR meets the threshold value or not. Therefore, the corresponding network has a high spectral spatial reuse. Flash LinQ protocol is used to schedule the link. If the priority is assigned randomly, the link diversity gain can not be fully utilized to improve the system throughput, which increases the link scheduling delay to a certain extent. The DO-Fast protocol introduced in this paper adopts two improved methods, which can solve this problem well. The first method is to arrange the links according to the channel quality from high to low to assign more priority scheduling opportunities to the links with high channel quality. Secondly, inter-group polling and intra-group polling are adopted to ensure the fairness of the link from large scale to small scale, respectively. This paper introduces the whole design idea of DO-Fast protocol, analyzes the frame structure of the protocol, estimates the cost of the protocol, describes the implementation flow of the protocol, and gives the way of information exchange in each slot. Finally, the paper theoretically analyzes and verifies the effect of the protocol on the performance of the network compared with the original protocol. According to the description of DO-Fast protocol, this paper designs a protocol paging algorithm based on FPGA software radio platform. This design scheme needs to complete the design of OFDM baseband system and MAC layer paging algorithm. The main idea of .OFDM system and OFDMA system referring to IEEE 802.11a standard design .MAC layer paging algorithm is to sort all links according to channel quality. DO-Fast is a time synchronization protocol for connection scheduling of service slots. The whole network node needs accurate synchronization operation. FPGA has the ability of parallel computing and the processing delay is determined, so it is very suitable to implement synchronization protocol. The FPGA development board used in this paper is Nutaq Perseus 601x. the RF transceiver module is Microsystems Radio420. These two devices have powerful function and can communicate with PC conveniently through Nutaq platform, which fully meet the design requirements. In this paper, the design of physical layer OFDM and OFDMA baseband system is completed. The whole block diagram of MAC layer of DO-Fast protocol is designed. In this paper, Verilog HDL language is used to complete the programming of the physical layer program and the peer discovery algorithm program of the MAC layer, and the programming of the Paging algorithm program of the MAC layer is developed. The physical layer program has passed the actual test, the data sending and receiving correct .MAC layer peer-to-peer discovery algorithm and the paging algorithm program have passed the simulation verification. Due to the heavy workload of the project, the protocol paging algorithm program did not complete the actual test.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5;TN791

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本文編號(hào)：1819554