基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究

刘龙军; 丁洪伟; 柳虔林; 刘正纲

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016209

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基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究

学术通信 | 更新时间：2024-06-05

- 基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究
- Design of polling access control protocol in WSN based on FPGA
- 通信学报 2016年37卷第10期页码：181-187
- 作者机构：
  
  1. 云南大学信息学院，云南昆明 650091
  2. 云南省军区，云南昆明 650051
- 作者简介：
  
  [ "刘龙军（1989-），男，陕西商洛人，云南大学硕士生，主要研究方向为通信与信息系统理论、网络协议、FPGA开发等。" ]
  [ "丁洪伟（1964-），男，江西于都人，云南大学教授、硕士生导师，主要研究方向为通信与信息系统、网络与通信工程、轮询多址通信理论、随机多址通信系统理论。" ]
  [ "柳虔林（1966-），男，云南易门人，云南省军区高级工程师，主要研究方向为卫星通信技术、短波通信技术、轮询多址通信理论。" ]
  [ "刘正纲（1988-），男，白族，云南昆明人，云南大学硕士生，主要研究方向为通信与信息系统理论、传感器网络、FPGA开发等。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61461053);国家自然科学基金资助项目(61461054);国家自然科学基金资助项目(61072079);云南省自然科学基金资助项目(2010CD023);云南大学基金资助项目(XT412004)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2016209
  中图分类号： TP393
- 网络出版日期：2016-10，
  
  纸质出版日期：2016-10-25
- 稿件说明：
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刘龙军, 丁洪伟, 柳虔林, 等. 基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究[J]. 通信学报, 2016,37(10):181-187.

Long-jun LIU, Hong-wei DING, Qian-lin LIU, et al. Design of polling access control protocol in WSN based on FPGA[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 181-187.
刘龙军, 丁洪伟, 柳虔林, 等. 基于FPGA WSN轮询接入控制协议的研究[J]. 通信学报, 2016,37(10):181-187. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016209.

Long-jun LIU, Hong-wei DING, Qian-lin LIU, et al. Design of polling access control protocol in WSN based on FPGA[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 181-187. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016209.

摘要

媒体接入控制（MAC）协议是连接物理链路和网络层直接的纽带，是保证网络高效通信的关键协议之一。根据无线传感器网络汇聚节点的工作特性，首次以FPGA（field programmable gate array）对轮询机制的接入控制协议进行了设计和实现。该设计充分利用FPGA的灵活性和可重构性的特点，采用硬件描述语言Verilog HDL和原理图相结合的方法，使用QuartusⅡ8.0进行综合和布线，在DE2开发板上进行测试。该设计具有实时性好、可靠性高、可移植性强等特点，能够有效减小传输时延，提高总线利用率。可广泛应用于无线传感器网络、软件无线电网络、ad hoc网络、军用综合业务网络、移动通信网络、物联网等领域。

Abstract

MAC(media access control) protocol is a direct link between physical and network layer

which is one of the key protocols to ensure high efficient communication.According to the characteristics of WSN (wireless sensor network) nodes

the design and implementation of polling access control protocol based on FPGA (field programmable gate array) were presented for the first time.The design made full use of the characteristics of flexibility and reconfigurability of FPGA.The method of combination of the hardware circuit description language Verilog HDL and the principle diagram was adopted

using Quartus II 8.0 to carry on the synthesis and routing

testing in the DE2.The design has the characteristics of good real-time

high reliability

strong portability

and can effectively reduce the transmission delay and improve the bus utilization.The designed system can be widely used in WSN

software radio network

ad hoc networks

military integrated service network

mobile communications networks

Internet of things as well as other fields.

关键词

Keywords

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