基于异构网络融合的宽带网关设备研制及关键技术研究

摘要

本课题是江苏省高技术研究项目“宽带短距离无线接入技术研究(BG2005001)”利江苏省科技攻关计划项目“基于多网融合技术的接入设备及其终端产品(BE2004008)”研究内容之一。论文在对异构网络融合的总体要求和典型的解决方案研究的基础上，提出了融合无线个域网(WirelessPersonal Area Network，WPAN)、无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)和蜂窝网且具有Internet接入功能的异构网络融合方案，研制了其中的关键设备嵌入式网关，实现了基于嵌入式网关的异构网络融合实验系统。 全文共分五章。第一章给出了课题的背景意义及全文的章节安排。第二章首先分析了异构网络融合的总体要求，其次介绍了异构网络融合方案中比较典型的GPRS和WLAN融合方案，最后提出了融合WPAN、WLAN和蜂窝网且具有Internet接入功能的异构网络融合方案，并设计了其中关键设备嵌入式网关的总体方案。第三章首先给出了嵌入式网关硬件平台的总体方案及主要接口电路的设计，其次设计了基于嵌入式Linux的网关软件平台，就软件平台的实现作了详细的阐述。第四章分别详细的阐述了IEEE802.11b、蓝牙和Zigbee接入点的软硬件实现，最后针对网关中IEEE802.11b和蓝牙干扰问题，在分析IEEE802.11b和蓝牙共存机制的基础上提出了系统中IEEE802.11b和蓝牙共存的解决方案。第五章首先介绍了嵌入式网关中路由和GPRS接入的具体实现，在此基础上实现了基于嵌入式网关的异构网络融合实验系统并进行了测试。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的背景意义

1.2论文的主要内容以及各章节安排

第二章异构网络融合设计要求及总体方案

2.1异构网络融合的设计要求

2.1.1异构网络融合的驱动力

2.1.2异构网络融合的总体要求

2.2异构网络融合的解决方案

2.2.1 GPRS与WLAN的融合方式

2.2.2 GPRS与WLAN融合的关键技术

2.3 WPAN与其他异构网络融合的解决方案

2.3.1 WPAN与WLAN融合的方案

2.3.2 WPAN、WLAN和蜂窝网的融合及Internet接入方案

2.4基于异构网络融合的嵌入式网关总体设计

2.5本章小结

第三章基于异构网络融合的嵌入式网关软硬件平台的设计与实现

3.1嵌入式网关硬件平台的设计与实现

3.1.1网关硬件平台的总体设计

3.1.2嵌入式微处理器AT91RM9200

3.1.3存储器电路设计

3.1.4以太网接口电路设计

3.1.5 USB接口电路设计

3.1.6串口电路设计

3.2嵌入式网关软件平台的设计

3.2.1嵌入式操作系统

3.2.2嵌入式Linux的优势

3.2.3基于嵌入式Linux的软件开发

3.3嵌入式网关软件平台的实现

3.3.1交叉编译环境的建立

3.3.2引导加载程序Bootloader

3.3.3嵌入式Linux内核移植

3.3.4文件系统的建立

3.4本章小结

第四章嵌入式网关中接入点的设计与实现

4.1 IEEE802.11b WLAN接入点的设计与实现

4.1.1接入点的无线网卡模块

4.1.2 Linux下的驱动程序开发

4.1.3 ZyDas USB无线网卡驱动的移植

4.1.4 ZyDas USB无线网卡的配置

4.1.5嵌入式Linux软件移植中的问题

4.2蓝牙WPAN接入点的设计与实现

4.2.1接入点的蓝牙模块

4.2.2蓝牙WPAN应用模型

4.2.3基于NAP应用模型的蓝牙WPAN

4.2.4蓝牙WPAN和其他网络互联的通信协议栈

4.2.5 Linux下的蓝牙协议栈及其实现

4.3 Zigbee WPAN接入点设计与实现

4.3.1接入点的Zigbee模块

4.3.2 Zigbee WPAN网络结构

4.3.3 JN5121 Zigbee模块的软件实现

4.3.4虚拟网络接口模块的实现

4.4网关中蓝牙与IEEE802.11b共存的解决方案

4.4.1蓝牙与IEEE802.11b的互相干扰

4.4.2蓝牙与IEEE802.11b的共存机制

4.4.3基于AFH和协作模式的共存方案及系统实现

4.4本章小结

第五章基于嵌入式网关的异构网络融合实验系统的实现

5.1嵌入式网关中路由的实现

5.1.1 NAT的原理

5.1.2嵌入式网关中NAT的实现

5.2 GPRS接入的实现

5.3异构网络融合实验系统的搭建及测试

5.3.1系统的测试环境

5.3.2系统的测试步骤及结果

5.4本章小结

结束语

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果