短距离无线扩频通信系统中协议的设计及FPGA实现

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1、东南大学硕士学位论文短距离无线扩频通信系统中协议的设计及FPGA实现姓名：冯伟申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：邹采荣20050228摘要短距离无线通信技术为100米范围内传输数据提供解决方案。无线频率资源的日渐珍贵，为短距离无线通信技术的应用提供了广阔的市场前景。在短距离无线通信技术应用中，协议是组网的关键技术，协议的功能、效率对整个网络系统的性能起主要影响。本文对短距离无线扩频系统的点对多点协议做了详细的讨论。我们基于IEEE802，11标准协议，针对我们所设计的短距离无线通信芯片的点对多点目标网络的主要功能，简化了协议

2、，提高了协议的性能和效率。一方面．在物理层定义了直接序列扩频DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)的RF(RadioFrequency)传输标准，采用63位的golden码序列，使扩频增益大，抗干扰性能优；另一方面，在MAC(MediumAccessContr01)层定义了一组基于发送请求RTS／清除请求CTS／应答允许ACK的载波监听多路访问，冲突防止CSMA，CA通信机制，保证了收发站点之间无线数据传输的正确性和可靠性。本协议采用硬件描述语言Verilog来描述，用Synplifypro做综合，Model

3、sim做仿真，ISE做布局布线，最后下载到现场可编程门阵列FPGA实现。整个设计过程自动化程度高，开发周期短，设计得到了很好的收效。经过功能仿真和时序仿真，本协议能够正确的协调各个站点之间以及芯片内部基带处理的各个模块之间的工作。经过若干次的实地测试，基本保证了在室内100米左右，安全、可靠的完成多点之间的无线数据传输，正确率达到98％以上。关键词：IEEE80211，MAC层，点对多点协议，CSMA／CA，商接序列扩频DSSS，现场可编程门阵列FPGA东南大学硕士论文ABSTRACTTheshort-distancewirelessco

4、mmunicationtechnology,whoseaDPIicationhasatremendousmarket．iSdedicatedtoprovidesolutionsfordatatransmissionwithin100meters．IntheimplemenlatJonoftbetecknology,thenelworkprotocoljSthekey,whichgreatlyjmpactstheperformanceofthewholesystem．ItgivesadetaileddiscussiononculTentpo

5、int—to—multiple—pointprotocolsoftheshort-distancewirelessspread—spectrumsystemandpresentsourimprovementontheprotocolBasedonthestandardwirelesscommunicationprotocol—IEEE802．11．targetingforthemainfunationofthepoint-to—multiple—pointnetwork，theprotocoliSsimplifiedtoimproveth

6、eperformanceandefficiency．Ononehand，inphysicallayer,theRF(radiofrequency)transmissionruleofDirect—Sequence．Spread-Spectrum(DSSS)iSdefinedinordertoincreasethespread．spectrumgainandimprovetheperformaceofanti-disturbing；Ontheotherhand．inMAClayer．agroupofcommunicationrulesbas

7、edonRTS／cTS／ACKCSMA／CAmechanismiSusedInthisPaDer,thepoint-to-multiple—pointprotocoliSdescribedbythehardwaredescriptionlanguage-Verilog，synthesizedbyEDAtoolSynplif-ypro，simulatedbyModelSim，placedandroutedbyISE，anddownloadedtoFieldProgramGateArray,allofwhichmakethewholedesi

8、gnprocessrapidlyaccomplishedandhaveagoodresult．Atierthnctionamdtimingsimulation，itprovesthatthep