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随着信息产业的迅速发展,信息量的极大丰富,通信产业的宽带化趋势日渐明显。但瓶颈存在于接入网,因此各种宽带接入网技术的发展成为当前通信界关注的重点。而随着WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)技术标准不断完善及系统功能开发的日趋成熟和WiMAX在技术上的创新,WiMAX在第四代移动通信中的技术应用将有着更广阔的前景。本文基于802.16D协议对WiMAX终端系统芯片中的软件架构设计做了理论分析和实践探索,研究了WiMAX终端系统的设计、实现和验证分析问题。
本文通过分析802.16D标准中MAC层协议要求,从系统功能和性能上定出了WiMAX终端SoC的设计目标。然后结合软硬件划分理论及WiMAX系统各子功能特点对系统进行了软硬件划分,提出了WiMAX终端系统SoC架构。本系统采用的方案是基于ARM926EJS核和AMBA2.0 AHB总线结构的SoC。
本文在实现一个基于SoC的芯片组系统的基础上,对WiMAX终端系统以及802.16D标准进行研究和开发,详细阐述了WiMAX终端的入网过程,带宽分配,申请数据传送与接收,以及不同级别的质量服务保证(QoS),并根据软件划分方法,将不同的功能分别用firmware(固件程序)和驱动来实现。
在研究实现方案中,关键问题是如何做到事件处理的实时性,尽量做到最少的延迟,如果在某个环节引起比较大的延迟,则有可能使得系统出现不可预料的错误或不稳定性,导致系统的性能受到很大的限制。系统采用ARM公司的realview PB926开发板和Virtex6000 FPGA板以及基于FPGA的基带芯片作为硬件开发平台。最终提供基于FPGA(vertex6000)的MAC芯片,来维护PC主机,ARM9CPU和BaseBand芯片的交互。以及运行在ARM9上的firmware软件,来管理硬件平台下的所有硬件,并且将提供PC机上的主流操作系统Linux的驱动软件,在终端和基站两端运行ftp软件,实现大量的数据传输。