本文關鍵詞：基于FPGA的Ad Hoc網絡的研究與實現，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線網絡通信技術的研究在最近階段獲得了許多的成果,信息化技術的不斷進步使人們生活越來越方便。隨著社會對信息產業(yè)的重視,高速互聯(lián)通信網絡的應用在各行各業(yè)逐步深入,且已由傳統(tǒng)的有線連接改進成現在的無線連接。Ad Hoc網絡的拓撲結構是不斷改變的,·可在多種艱難的環(huán)境實現數據、語音、視頻等信息的同步傳輸,因此,不論是民用,還是商用或軍用,其都有著較大的開發(fā)前景。Ad Hoc網絡也一直是無線移動通信領域研究的熱點和重點�；谝陨锨闆r,本文針對Ad Hoc網絡節(jié)點在傳輸數據的安全性和設計實現方式的多樣性的要求,對Ad Hoc網絡間節(jié)點的信號傳輸在CSMA協(xié)議上采用了二叉樹沖突分解算法來實現,并給出了一種硬件嵌入式實現方案,利用FPGA設計實現的關鍵模塊有CPU-Access模塊、Data-Filter模塊、Cipher-Access和其信道通信模塊,該方案中硬件密碼加密采用密碼芯片進行,此外給出了一種動態(tài)重設置在FPGA內部可運行的報文數據過濾機制,同時從提高信道利用率、提高系統(tǒng)吞吐量、降低信道資源浪費、增強系統(tǒng)安全性和可靠性多個方面對其性能進行了分析研究。本文是在Quartusa Ⅱ 12.0軟件上構建實驗平臺,然后采用MATLAB、 ModelSim軟件等工具逐步驗證系統(tǒng)的性能,設計的Ad Hoc網絡系統(tǒng)在50MHz的輸入信號頻率下,具有較好的時序性。最后,在系統(tǒng)的性能測試中分析了系統(tǒng)吞吐率等因素,表明采用FPGA技術能夠較好的安全靈活設計出Ad Hoc系統(tǒng),并且硬件資源占用少、運行速度也快,整個系統(tǒng)有很好的穩(wěn)定性。這對基于FPGA的移動Ad Hoc網絡通信系統(tǒng)的研究具有較高的價值。
【關鍵詞】：FPGA Ad Hoc網絡 無線通信 網絡節(jié)點
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景8
• 1.2 Ad Hoc網絡技術的研究現狀8-10
• 1.2.1 Ad Hoc網絡的特點8-9
• 1.2.2 Ad Hoc網絡的應用需求9-10
• 1.3 隱藏終端及暴露終端10-11
• 1.3.1 隱藏終端10
• 1.3.2 暴露終端10-11
• 1.3.3 隱藏終端與暴露終端對無線Ad Hoc網絡的影響及解決方法11
• 1.4 Ad Hoc網絡的研究現狀11-12
• 1.5 論文的主要工作12-13
• 1.6 論文的章節(jié)及結構安排13
• 1.7 本章小結13-14
• 第二章 FPGA技術及開發(fā)平臺應用14-20
• 2.1 FPGA技術14
• 2.2 軟件開發(fā)平臺14-16
• 2.3 FPGA加密算法16-19
• 2.3.1 線性反饋移位寄存器算法17-19
• 2.3.2 加密相關主要事項19
• 2.4 本章小結19-20
• 第三章 Ad Hoc相關協(xié)議與算法20-30
• 3.1 Ad Hoc信道接入控制協(xié)議20-23
• 3.1.1 ALOHA接入協(xié)議20
• 3.1.2 CSMA接入協(xié)議20-21
• 3.1.3 CSMA/CA協(xié)議21-22
• 3.1.4 Ad Hoc信道接入面臨的主要問題22-23
• 3.2 二叉樹沖突分解算法23-29
• 3.2.1 基本二叉樹沖突分解算法23-24
• 3.2.2 隔離二叉樹沖突分解算法24-25
• 3.2.3 改進二叉樹沖突分解算法25-28
• 3.2.4 三種算法時系統(tǒng)吞吐率比較28-29
• 3.3 本章小結29-30
• 第四章 Ad Hoc網絡系統(tǒng)的基本原理及設計模型30-47
• 4.1 Ad Hoc網絡模型30
• 4.2 Ad Hoc網絡的節(jié)點設計30-33
• 4.2.1 硬件實現方案31-32
• 4.2.2 FPGA設計及相關邏輯實現32-33
• 4.3 CPU—Access模塊設計33-37
• 4.3.1 CPUA模塊內部檢測35
• 4.3.2 驗證與仿真35-36
• 4.3.3 CPU—Access模塊的實現與仿真36-37
• 4.4 報文過濾機制與data—Filter模塊設計37-41
• 4.4.1 CIC濾波器的實現39-40
• 4.4.2 測試驗證40-41
• 4.5 Cipher Access模塊設計41-44
• 4.5.1 FPGA加密算法及實現42-43
• 4.5.2 驗證與仿真43-44
• 4.6 Ad Hoc網絡的信道設計44-46
• 4.6.1 信道傳輸實現及相應算法44-46
• 4.6.2 驗證與仿真46
• 4.7 本章總結46-47
• 第五章 Ad Hoc網絡系統(tǒng)的測試仿真與分析47-53
• 5.1 系統(tǒng)的編譯報告47-48
• 5.2 系統(tǒng)模塊整合48-49
• 5.3 仿真及驗證49
• 5.4 系統(tǒng)的性能分析49-52
• 5.4.1 吞吐率49-50
• 5.4.2 誤碼率50-51
• 5.4.3 系統(tǒng)效率51-52
• 5.5 本章小結52-53
• 第六章 總結與展望53-55
• 6.1 主要工作及成果53-54
• 6.2 后期研究計劃及展望54-55
• 參考文獻55-59
• 致謝59

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本文編號：445276