基于FPGA軟件無(wú)線電平臺(tái)的D2D尋呼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、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(méi)有控制中心的分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中的無(wú)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(guò)判斷SIR是否滿(mǎn)足閾值來(lái)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)

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(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(wèn)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(xún)和組內(nèi)輪詢(xún)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(kāi)銷(xiāo)，描述協(xié)議的實(shí)現(xiàn)流程，給出每個(gè)時(shí)隙信息交互

3、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(wú)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IEEE802.11a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)

4、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(kāi)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(guò)Nutaq平臺(tái)方便地與PC機(jī)通信，完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
　　本文完成了物理層OFDM和OFDM A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(xiě)、M