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寬帶固定無線接入網(wǎng)MAC層設計( 三 )

云知道


　
　
上行突發(fā)幀結構如圖6所示 。上行突發(fā)幀由幀頭和凈荷組成 。幀頭包括9個字節(jié)的位同步字、1個字節(jié)的獨特字和6個字節(jié)的控制信息組成 。位同步字是9個字節(jié)的“0xAA”，用于恢復時鐘 。獨特字是“0xAB”，用于指示下一個字節(jié)是控制信息的第一個字節(jié) 。6個字節(jié)的控制信息用于傳輸用戶站向基站發(fā)送的一些控制消息 。凈荷由電路性業(yè)務區(qū)和數(shù)據(jù)性業(yè)務區(qū)組成 。電路性業(yè)務區(qū)用于傳輸電路性業(yè)務包，其長度為18n字節(jié)，n代表位這個用戶站已建立連接的時隙 。每當這個用戶站的一個E1時隙建立連接時，就為該時隙分配一個18字節(jié)長度的區(qū)間傳輸該時隙的電路性業(yè)務包 。數(shù)據(jù)性業(yè)務區(qū)用于傳輸數(shù)據(jù)性業(yè)務包，其長度由基站確定的并通過前一個下行幀通知給用戶站 。因此，上行突發(fā)幀凈荷長度、電路性業(yè)務區(qū)長度和數(shù)據(jù)性業(yè)務長度均是變化的，分別決定于寬帶固定無線接入網(wǎng)分配給某用戶站的總速率、傳輸電路性業(yè)務的速率和傳輸數(shù)據(jù)性業(yè)務的速率 。另外，不同用戶站上行突發(fā)幀之間有2個字節(jié)的保護間隔，用于防止它們之間的干擾 。
3．用戶站注冊
用戶站注冊是合法用戶站與基站之間建立通信鏈路的過程 。用戶站注冊是一個3次握手的過程 。首先基站在下行廣播幀中通知某一未注冊的用戶站可以注冊 。寬帶固定無線接入網(wǎng)采用輪詢的方式來決定哪個用戶站注冊 。這是在用戶站的數(shù)量不是很多，注冊不是很頻繁的條件下一種最有效和最簡單的方法 。其次被答應注冊的用戶站向基站發(fā)送注冊請求，注冊請求包含鑒權碼 。最后基站接收到注冊請求消息，判定是否是合法用戶站 。若是合法用戶站，則基站向用戶站發(fā)送注冊成功信息，注冊成功消息中包含延時調(diào)整消息 。若不是合法用戶站，則丟棄該注冊請求消息 。
寬帶固定無線接入網(wǎng)的空中接口是開放的，為了防止非法用戶站的侵入，在用戶站注冊階段要對用戶站的身份進行鑒別 。寬帶固定無線接入網(wǎng)為每個用戶站分配一個64 bit長度的鑒權碼 。此鑒權碼是用戶站特有的，與用戶站標志對應 ?；九卸骋挥脩粽臼欠袷呛戏ㄓ脩粽揪褪峭ㄟ^比較鑒權碼與用戶站標志是否一致 。
寬帶固定無線接入網(wǎng)上行鏈路各用戶站以TDMA的方式發(fā)送突發(fā)幀，即上行鏈路以2 ms為周期，將這2 ms劃分成不同的時隙，各用戶站在分配給自己的時隙內(nèi)發(fā)送上行突發(fā)幀 。我們稱2ms周期的起始時刻為參考時刻 。為了使各用戶站發(fā)送的上行突發(fā)幀到達基站時不發(fā)生碰撞，用戶站的參考時刻應該超前于基站的參考時刻，超前時間是基站與用戶站之間的傳輸延時 。延時調(diào)整的目的就是確定每個用戶站的參考時刻 。延時調(diào)整是利用不同用戶站在參考時刻發(fā)送上行突發(fā)幀（注冊請求）應該在基站的參考時刻到達基站這一原理來實現(xiàn)的 。延時調(diào)整過程如圖7所示 。基站在t1時刻通過下行廣播幀將答應注冊請求信息發(fā)送給用戶站，用戶站接收到答應注冊請求消息并在用戶站預定參考時刻t2發(fā)上行突發(fā)幀，基站在t3時刻接收到該上行突發(fā)幀，而所有的用戶站在其參考時刻發(fā)送的上行突發(fā)幀均在基站參考時刻t4到達基站，因此將t4－t3作為延時調(diào)整值返回給用戶站 。隨后該用戶站將預設參考時刻延遲t4－t3，延遲后的時刻就是該用戶站的參考時刻 。
五、FPGA實現(xiàn)
目前，我們用Altera公司的FPGA芯片實現(xiàn)MAC層功能 。根據(jù)本文介紹的設計方案，用VHDL語言對其RTL級行為進行描述，然后在Altera公司Quartus開發(fā)系統(tǒng)中進行編譯、仿真和配置下載并進行硬件調(diào)試 。最后我們用2片ACEX1K系列EPK100實現(xiàn)用戶站MAC層功能和1片ACEX1K系列EPK100和1片APEX20K系列EP20K300E實現(xiàn)基站MAC層功能 。

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