一種頻譜共享系統(tǒng)協(xié)議?？蚣茉O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、研究表明，一方面可用的頻譜資源已經(jīng)十分匱乏，一方面?zhèn)鬏斝Ч己玫膹V播電視頻段的利用率非常低。筆者參與的國家863課題——?jiǎng)討B(tài)頻譜共享寬帶無線通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)開發(fā)，目標(biāo)是在混合式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中在不影響主用戶的前提下實(shí)現(xiàn)對廣播電視頻譜資源的再次利用。本文主要完成課題當(dāng)中的協(xié)議棧三層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)部分。本文的研究內(nèi)容主要包括：內(nèi)核模塊與用戶層的接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、在Linux原有協(xié)議?；A(chǔ)上縱向擴(kuò)展多個(gè)中間層、數(shù)據(jù)包和時(shí)間聯(lián)合驅(qū)動的PCI驅(qū)動設(shè)計(jì)與

2、實(shí)現(xiàn)。按照協(xié)議棧的層次結(jié)構(gòu)，本文主要內(nèi)容如下安排。
　　第一，由于本文研究的課題是一個(gè)演示系統(tǒng)，因此需要在用戶層以圖形界面的形式來展現(xiàn)。另外，需要在界面程序上能夠?qū)π诺朗褂?，設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)行調(diào)整。這就要求界面程序能夠和內(nèi)核的協(xié)議模塊或者驅(qū)動模塊進(jìn)行通信。Linux提供了Netlink機(jī)制和ioctl機(jī)制，本文經(jīng)過分析和比較采用了Netlink作為基本的通信機(jī)制。用QT程序?qū)崿F(xiàn)界面端，界面程序和一個(gè)用戶層的Netlink進(jìn)程通過Soc

3、ket通信，然后該用戶進(jìn)程再與內(nèi)核模塊采用Netlink機(jī)制交換信息。這樣設(shè)計(jì)的原因是保證界面程序響應(yīng)的及時(shí)性。
　　第二，本文討論在混合式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的協(xié)議棧設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?；旌鲜骄W(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧特點(diǎn)就是：網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)同時(shí)有兩種MAC協(xié)議運(yùn)行，還需要MAC層之上有一個(gè)MAC匯聚子層對認(rèn)知信息，鄰居信息等進(jìn)行協(xié)調(diào)。Linux本身的協(xié)議棧包括：應(yīng)用層、Socket層、TCP/IP層、驅(qū)動層。課題中要求對現(xiàn)有的Linux協(xié)議棧進(jìn)行擴(kuò)展，在IP層之下

4、增加MAC匯聚子層、分布式/集中式MAC層。本文針對這種需求采用虛擬網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對Linux協(xié)議棧的中間層擴(kuò)展。
　　第三，課題中采用三個(gè)物理設(shè)備同時(shí)工作在不同的頻段來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到較高的傳輸速率。這要求PCI驅(qū)動能夠同時(shí)管理多個(gè)物理層，并對上層提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口。并且由于三個(gè)設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會產(chǎn)生過多中斷的原因，PCI驅(qū)動還必須是時(shí)間和數(shù)據(jù)包聯(lián)合驅(qū)動的,這也是本文面臨的重要的挑戰(zhàn)。
　　最后，本文對現(xiàn)場的部分測