Konzipierung und Realisierung einer Ethernetanbindung für OFDM-Funkübertragungssysteme

Diplomarbeit , 2005 , 65 Seiten , Note: 1

Elektrotechnik

Diese Arbeit wurde im Institut für angewandte Funksystemtechnik (IAF) in Braun-schweig im Zeitraum von September 2004 bis Januar 2005 angefertigt. Die Firma IAF führt anwendungsorientierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich der digitalen Funkübertragung durch.
Für den Aufbau von Experimentalsystemen für Forschungszwecke im Bereich Or-thogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) Funkübertragungssysteme wurde eine universelle Field Programmable Gate Array (FPGA) Plattform entwickelt. Diese Plattform basiert auf Bausteinen der Firma Xilinx.
Es wurde sowohl der Media Access Control (MAC)-Layer als auch der Physical (PHY)-Layer für ein Ethernet Interface implementiert. Das Design wurde in VHDL un Verilog geschrieben und stellt eine Ethernetbridge von einem LAN - Netz zum WLAN - Netz dar.

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Motivation
• Ziel
• Generelle Herangehensweise
• Abgrenzung
• Ethernet
• Überblick über IEEE 802.3 und OSI-Modell
• Das OSI Referenz Modell
• Logical Link Control
• Medium Access Control
• Physical Layer
• Die IEEE 802 Standards und ihre Beziehung zu OSI
• IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection
• IEEE 802.3x Full Duplex/ Flow Control
• Die Schnittstellen in IEEE 802.3
• Das Medium Independent Interface
• Das Gigabit Medium Independent Interface
• Auswahlkriterien für den Übertragungsstandard
• Lösungsansätze
• Berechnung der Übertragungsbandbreite
• System on Chip (SoC)
• Intelectual Property (IP)
• On-Chip-Bussysteme
• Auswahl des Standards und der Hardware
• Überblick über mögliche Standards und Hardware
• Entscheidung für eine Realisierungsvariante
• Umsetzung in die Hardware
• Methodische Vorgehensweise
• Struktureller Entwurf mit Komponenten
• Entwurfsablauf
• Bedarfsanalyse
• Bedarfsspezifikation
• Designplanung
• Designeingabe
• RTL Simulation
• Synthese
• Platzieren und Routen
• Timing Analyse
• Gate Level Simulation
• Validierung
• Implementierung
• Designplanung
• Modul U01 Syscon
• Modul U02 Ethernet Master
• Modul U03 Ethernet IP Core
• Modul U04 Memory
• Designeingabe
• RTL Simulation
• Top-Level-Testbench
• PHY-Chip-Modell
• Modem-Modell
• LVDS-Testbench
• Simulation der Teststrecke
• Synthese
• Bausteinwahl
• Optimierungskriterien
• Platzieren und Routen
• Statische Timing Analyse
• Validierung
• Ergebnisse
• Simulationsergebnisse
• Simulation verschiedener Modi
• Senden und Empfangen von Paketen verschiedener Größe
• Synthesereport
• Place&Route-Report
• Timing Ergebnisse nach dem Platzieren und Routen
• Validierungsergebnisse
• Schlussbetrachtung
• Zusammenfassung
• Ausblick
• Quellenverzeichnis
• Anhang
• Schaltungsdesign Ethernetschnittstelle
• Stückliste

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeption und Realisierung einer Ethernet-Anbindung für OFDM-Funkübertragungssysteme. Ziel ist es, eine effiziente und zuverlässige Schnittstelle zwischen einem OFDM-System und einem Ethernet-Netzwerk zu schaffen. Die Arbeit untersucht verschiedene Standards und Hardwarekomponenten, um die optimale Lösung für die spezifischen Anforderungen des OFDM-Systems zu finden.

• Ethernet-Standards und -Technologien
• System on Chip (SoC) Architektur
• Entwurf und Implementierung einer Ethernet-Schnittstelle
• Simulation und Validierung der Schnittstelle
• Integration der Ethernet-Anbindung in ein OFDM-System

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung führt in die Thematik der Ethernet-Anbindung für OFDM-Funkübertragungssysteme ein und erläutert die Motivation, das Ziel und die Herangehensweise der Arbeit. Kapitel 2 bietet einen umfassenden Überblick über Ethernet-Standards und -Technologien, einschließlich des OSI-Modells, der IEEE 802.3 Standards und der relevanten Schnittstellen. Kapitel 3 befasst sich mit der Auswahl des optimalen Standards und der Hardwarekomponenten für die Realisierung der Ethernet-Anbindung. Kapitel 4 beschreibt die methodische Vorgehensweise bei der Entwicklung der Schnittstelle, einschließlich des Entwurfsablaufs und der verwendeten Werkzeuge. Kapitel 5 präsentiert die Implementierung der Ethernet-Schnittstelle, einschließlich der Designplanung, der RTL-Simulation, der Synthese und der Validierung. Kapitel 6 zeigt die Ergebnisse der Simulation, der Synthese und der Validierung der Schnittstelle. Die Schlussbetrachtung fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Ethernet, OFDM, Funkübertragungssysteme, System on Chip (SoC), FPGA, VHDL, Simulation, Validierung, Design, Implementierung, Standards, Hardware, Schnittstelle, Prototyping, Protokoll, Netzwerk, Datenübertragung, Bandbreite, Leistung, Effizienz, Zuverlässigkeit.

• Hochschule: Westsächsische Hochschule Zwickau, Standort Zwickau
• Note: 1
• Autor: Ronny Zavrtak (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2005
• Seiten: 65
• Katalognummer: V186068
• ISBN (eBook): 9783656996101
• ISBN (Buch): 9783867468404
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: konzipierung, realisierung, ethernetanbindung, ofdm-funkübertragungssysteme