应急通信系统基站MAC层的设计与实现

摘要

近些年来，全国乃至全世界各地的灾害和紧急性事件频繁发生，这使得应急通讯服务系统的研发变得迫切。本论文是以广东省教育部产学研专项“下一代宽带无线接入系统研制和网络应用”为基础，主要研究专用宽带应急通信系统基站侧MAC层的软件设计与实现技术。此系统的MAC层协议是基于IEEE802.16e标准的MAC层协议进行简化和设计的。IEEE802.16e是城域网无线接入技术的一种，主要用于实现数据、语音、视频业务的传输，较好的切合了应急通信系统的需求。应急通信系统的MAC层主要要实现的功能包括：网络的接入和初始化、MAC PDU的构建和传送、业务建立与释放、带宽请求和授予、调度与资源分配、重传处理、切换、功率控制等。
　　 本文对该应急通信系统基站侧MAC层设计与实现进行了较为详细的分析和描述。首先介绍了IEEE802.16e标准中MAC层的结构功能和其主要特性，其次对系统的整体应用架构和MAC层程序实现框架和主要模块的功能和结构进行了简要介绍。然后，针对基站端的初始化和接入流程，以及业务建立处理和调度算法进行了重点介绍。最后，对基站侧所有功能在picochip PC205开发板上的测试情况进行了分析和总结。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 背景介绍

1.2 常用无线接入技术及802.16e协议特点

1.2.1 常用无线接入技术介绍

1.2.2802.16e协议特点

1.3 本论文完成工作

1.4 论文的组织结构

第二章 802.16e MAC层协议分析及裁剪

2.1 MAC层结构功能简介

2.2802.16e标准中MAC层主要特性

2.2.1 面向连接和连接标识符CID

2.2.2 协议数据单元

2.2.3 MAC层管理消息

2.2.4 业务调度

2.3 系统实现过程中所做的裁剪与优化

第三章 系统框架设计与实现

3.1 网络拓扑结构

3.2 BS系统组成

3.3 MAC层功能模块分类

3.4 MAC层有限状态自动机设计

3.5 MAC层接口设计

第四章 MAC层软件系统设计

4.1 内部模块总体构成

4.2 各模块介绍

4.2.1 主线程模块

4.2.2 帧中断处理模块

4.2.3 消息处理模块

4.2.4 其它模块介绍

第五章 BS侧初始化和接入流程设计与实现

5.1 BS系统初始化及MS入网控制流程设计

5.2 消息分析

5.3 主要问题分析

5.3.1 测距中测距时隙的竞争问题

5.3.2 定时器模块的引入

第六章 业务建立以及调度算法

6.1 业务流分类

6.2 业务建立

6.3 带宽请求

6.4 调度算法

6.4.1 调度的设计

6.4.2 调度算法模块的实现

第七章 系统测试

7.1 硬件环境介绍

7.2 测试方案介绍

7.2.1 测试计划

7.2.2 测试方案

7.2.3 测试结果分析

第八章 总结

参考文献

附录：攻读硕士期间发表的文章

致谢