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移动自组织网络节点设计与MAC实现

论文摘要

本文针对实际的应用场合,设计并实现了以高速嵌入式处理器S3C2410A为核心,以高容量低功耗的FPGA为辅助处理器,同时结合射频芯片nRF24L01的高速无线传输能力的一种高速的移动自组织网络节点。文中详细地阐述了节点的各个功能模块的设计原理和实现细节,并对通信距离、功耗、传输速率等参数进行了测试;测试结果表明,无线自组织网络节点能满足实际应用的需求。另外本文还详细的介绍了在S3C2410A上开发基于VxWorks的BSP的过程,包括设计步骤和具体实现,并完成了VxWorks的移植。同时本文还研究和实现了应用于移动自组织网的两种MAC协议,即CSMA/CA和TDMA协议,详细的介绍了这两种协议的参数设计和实现过程,并对它们的组网性能进行了测试,重点分析了丢包率、时延以及吞吐量等性能参数,最后给出了CSMA/CA和TDMA两种MAC的性能比较。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的背景和意义
  • 1.2 移动自组织网中的多址接入协议
  • 1.3 本文的主要工作
  • 第二章 移动自组织网络节点的设计与实现
  • 2.1 Ad hoc 网络节点结构
  • 2.1.1 Ad hoc 网络的组成
  • 2.1.2 Ad hoc 网络的协议栈
  • 2.2 节点的设计
  • 2.2.1 处理器的选择与设计
  • 2.2.2 通信模块设计
  • 2.3 节点的实现
  • 2.3.1 处理器模块的介绍
  • 2.3.2 存储模块的实现
  • 2.3.3 接口模块的实现
  • 2.3.4 电源模块的实现
  • 2.3.5 通信模块的实现
  • 2.4 VxWorks 在S3C2410A 上的BSP 移植
  • 2.4.1 VxWorks 的介绍
  • 2.4.2 BSP 的概念与设计过程
  • 2.4.3 基于S3C2410A 的BSP 实现过程
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 MAC 的设计与实现
  • 3.1 Ad hoc 网络中MAC 协议的简单介绍
  • 3.1.1 Ad hoc 网络中MAC 协议的分类
  • 3.1.2 单信道MAC 协议介绍
  • 3.2 CSMA/CA 的实现
  • 3.2.1 802.11MAC 协议介绍
  • 3.2.1.1 载波侦听机制CSMA/CA
  • 3.2.1.2 RTS/CTS/Data/ACK 四次握手协议
  • 3.2.2 CSMA/CA 的帧格式
  • 3.3 TDMA 的实现
  • 3.3.1 网络的同步原理
  • 3.3.1.1 同步基准
  • 3.3.1.2 TDMA 帧结构
  • 3.3.1.3 网络初始化
  • 3.3.1.4 时隙管理
  • 3.3.2 TDMA 的FPGA 实现
  • 第四章 系统测试
  • 4.1 系统硬件测试
  • 4.1.1 通信距离的测试
  • 4.1.2 传输速率
  • 4.1.3 系统功耗
  • 4.2 CSMA/CA 的测试
  • 4.2.1 测试条件
  • 4.2.2 测试结果与分析
  • 4.3 TDMA 的测试
  • 4.3.1 测试条件
  • 4.3.2 测试结果与分析
  • 4.4 TDMA 与CSMA/CA 的比较
  • 4.4.1 丢包率的比较
  • 4.4.2 吞吐量的比较
  • 第五章 结束语
  • 致谢
  • 参考文献
  • 发表论文

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/b01947a47069312862828738.html