基于FPGA的UWB MAC協(xié)議實現(xiàn).pdf

1、超寬帶(Ultra-Wideband，UWB)無線通信技術以其高傳輸速率、高分辨率和低功耗等技術優(yōu)勢日益受到人們的青睞，成為無線通信領域研究和開發(fā)的熱點。MAC協(xié)議在通信系統(tǒng)中承擔資源調度的任務，它通過PHY SAP接口從物理層接收服務，并通過MAC SAP向上層提供服務。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)通道的處理應該由硬件實現(xiàn)。所以本論文依據(jù)ECMA-368和ECMA-369國際標準，采用FPGA技術實現(xiàn)了超寬帶

2、MAC協(xié)議。
　　本論文重點研究的是UWB MAC協(xié)議的硬件實現(xiàn)方案，首先依據(jù)ECMA-368/369標準對協(xié)議進行了模塊劃分和功能定義，給出滿足設計指標的技術實現(xiàn)流程，并最終用FPGA實現(xiàn)MAC協(xié)議，進行性能驗證。
　　本文簡單介紹了超寬帶無線通信技術、Ad hoc MAC協(xié)議和FPGA技術，分析了MAC硬件實現(xiàn)的技術難點。接著，根據(jù)ECMA-368/369標準，對協(xié)議進行了詳細解讀，說明了MAC協(xié)議在UWB系統(tǒng)中的層次結

3、構，給出了協(xié)議中基本概念的定義和幀結構框圖。隨后，根據(jù)對協(xié)議關鍵算法的研究，提出了動態(tài)MASs配置和適用于視頻業(yè)務傳輸?shù)淖赃m應重傳方法等技術改進措施，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硬件實現(xiàn)的功能設計，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現(xiàn)流程及時序仿真結果，在FPGA硬件平臺上對所實