基于USAP的SCA組網(wǎng)MAC協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、軟件無線電已成為當(dāng)今及未來無線電系統(tǒng)研究及發(fā)展的方向，其核心思想是在通用的硬件平臺(tái)上，通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各種功能，解決傳統(tǒng)通信系統(tǒng)體制不統(tǒng)一，協(xié)同通信能力差的問題。美國(guó)聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)(JTRS)提出的軟件通信結(jié)構(gòu)體系(SCA)就是在滿足軟件定義無線電(SDR)要求的基礎(chǔ)上形成的一個(gè)開放的體系結(jié)構(gòu)，它規(guī)定了SDR的硬件體系結(jié)構(gòu)、軟件體系結(jié)構(gòu)、安全體系結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用程序接口(API)，采用了可裁剪、可擴(kuò)充的設(shè)計(jì)思想，提高了SDR

2、的互操作性以及SDR間組件的可移植性和可重用性，同時(shí)滿足了商用和軍用需求。基于波形集成開發(fā)環(huán)境(WDE)進(jìn)行可移植性、可復(fù)用性的波形開發(fā)，是SCA研究下很重要的一部分。而維吉尼亞大學(xué)的移動(dòng)和可移植無線電研究小組(MPRG)的嵌入式開源SCA執(zhí)行平臺(tái)(OSSIE)是第一個(gè)基于C++的SCA開源實(shí)現(xiàn)，OWD則是設(shè)計(jì)SCA波形和組件的圖形化開發(fā)環(huán)境。本文基于08年3月發(fā)布的OWD0.6.2平臺(tái)進(jìn)行了波形開發(fā)與組件搭建方面的研究，對(duì)于相關(guān)通信協(xié)

3、議在平臺(tái)上的移植有一定的借鑒作用。 基于SCA規(guī)范的組件劃分與波形實(shí)現(xiàn)上，本文選擇了USAP思想的MAC協(xié)議作為應(yīng)用實(shí)例。USAP作為Rockwell Collins公司提出的TDMA方式的時(shí)隙分配協(xié)議適用于軍事的自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并已經(jīng)在Rockwell Collins的Soldier Phone計(jì)劃中得到了具體的運(yùn)用。USAP針對(duì)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)提供了良好的信道資源分配方式，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中多播與單播，數(shù)據(jù)與語音等傳輸情況都進(jìn)行了協(xié)

4、調(diào)與考慮。本文總結(jié)了USAP思想下的多種時(shí)隙分配協(xié)議并進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)了進(jìn)行自適應(yīng)分群優(yōu)化后的USAP-AC協(xié)議，并進(jìn)行了該協(xié)議相關(guān)的性能測(cè)試。 最后，本文基于SCA軟件結(jié)構(gòu)體系的原理，對(duì)USAP-AC協(xié)議進(jìn)行了OWD平臺(tái)下核心組件的劃分。在組件的劃分上，側(cè)重于組件的功能性與可重用性，包括：鄰居確認(rèn)組件，自適應(yīng)分群組件，統(tǒng)一幀長(zhǎng)度組件，數(shù)據(jù)傳輸組件以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)組件。針對(duì)單個(gè)組件的創(chuàng)建與加載進(jìn)行了分析，并對(duì)組件連接后的整個(gè)波