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IEEE 802.16协议是IEEE组织推出的无线宽带协议,IEEE制定的802.16标准是设计用来实现固定用户(第一代标准,802.16-2004)和移动用户(第二代标准,802.16e)的无线宽带数据连接。由于提供了丰富的QoS服务类型,802.16网络可以为语音、数据、视频提供高速的无线连接。为了促进802.16标准的发展,由多个厂商和机构组成了WiMAX论坛(Worldwide Interoperability for Microwave Access)。WiMAX论坛不但促进了设备相互兼容性而且促进了802.16标准在全球范围推广。在论文中,我们研究了IEEE 802.16e协议PHY层和MAC层技术。本文将研究重点放在MAC协议的研究上,不但分析了协议本身,而且分析基于WiMAX移动终端的应用业务类型和研制移动终端芯片的必要性,最后研究了如何设计数字集成电路来处理IEEE 802.16e MAC层协议。我们设计了一款高度集成的、完全支持IEEE802.16e协议的移动终端用MAC层处理的SoC芯片。这款MAC层处理芯片由2部分组成: Low MAC模块和High MAC模块。本文完成了Low MAC模块和High MAC模块的硬件设计,并且对MAC层协议栈固件进行了详细设计。在设计中,采用了专用集成电路与嵌入式处理器相结合的架构。High MAC模块主要由嵌入式处理器构成,负责高层的MAC协议,避免了采用ASIC设计带来工程实现的复杂性,同时可根据IEEE802.16e协议的修订不断更新固件,提高了产品的可扩展性; Low MAC模块采用专用集成电路实现,负责处理低层的MAC协议,使用硬件进行CRC计算和数据包基于连接ID过滤,提高了产品性能。通过采用专用集成电路与嵌入式处理器相结合的架构,这款MAC层处理芯片具有高数据处理性能,高扩展性与设计灵活性,低开发复杂度和低功耗的特点,适合WiMAX移动终端使用。