[发明专利]基于FPGA的流水线型多用户数据流接收装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于FPGA的流水线型多用户数据流接收装置及其使用方法，本发明主要涉及通信技术领域，尤其是无线局域网环境下多用户数据流的接收处理方案，本发明采用了一种基于FPGA的流水线型多用户数据流接收机装置，并给出采用流水线方式解决一套接收机处理多用户数据的方法，同时通过预约方式解决了一套接收机同时接收处理不同类型的802.11MAC帧，实现了利用一套接收机来接收和处理多个用户的MAC帧，解决了下一代无线局域网协议中同时接收和处理多用户数据流的问题，从而提升系统的用户容量和数据吞吐率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是无线局域网环境下多用户数据流的接收处理。

背景技术

现如今，基于802.11协议的无线局域网已经渗透在我们生活的每个角落，在家庭、办公场所、公共场合为我们提供了无线网络连接方式。从1997年开始发展和普及的五代WLAN标准(801.11，802.11b，802.11a/g，802.11n，802.11ac)中，每一代都在大幅度的提升网络速率。但是在多接入点多客户端的密集调度场景下，现有的WLAN协议由于MAC效率太低不能被直接使用。下一代WLAN标准802.11ax将大幅度提升MAC层的协议效率和有效的用户数据吞吐率，为了达到这一目的，将引入新的物理层、MAC层技术，如OFDMA、uplink/downlink MU-MIMO(Multiple user MIMO)、信道聚合(channel bonding)等。本发明将以流水线的方式对物理层在同一时间接收上来的多个用户的聚合帧进行接收和解析，解决了下一代无线局域网协议中同时接收和处理多用户数据流的问题，同时避免了采用多套接收机分别接收各用户时造成的大量硬件资源的消耗。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于FPGA的流水线型多用户数据流接收装置，解决下一代无线局域网协议中同时接收和处理多用户数据流的问题，从而提升系统的用户容量和数据吞吐率。

本发明的基于FPGA的流水线型多用户数据流接收装置主要包括调度模块1和帧处理模块2。

所述的调度模块1包括用户帧处理状态机模块1.1、帧处理使能控制模块1.2和预约表模块1.3；其中，用户帧处理状态机模块1.1表示在某一时刻用户正在哪个功能块处理数据；帧处理使能控制模块1.2输出各个用户对每个功能块的使能信号，当某一个流水功能块使能控制模块同时接收到了多个用户处理请求，帧处理使能控制模块1.2下的状态机就会根据用户ID按照从小到大的顺序轮询处理，依次输出帧处理使能控制模块1.2下控制下流水功能块的用户使能信号；预约表模块1.3用于控制帧处理状态机的跳转顺序；

所述的帧处理模块2包括流水线处理模块2.1和并行处理模块2.2；其中，流水线处理模块2.1用于帧预处理和帧头、帧尾的处理，共包含7级流水处理功能块2.1.1～2.1.7，流水处理功能块2.1.1～2.1.7的处理时间相等，均为两个时钟周期，流水处理功能块2.1.1、2.1.2、2.1.4、2.1.5处理两个周期的数据，流水处理功能块2.1.6、2.1.7处理一个周期的数据，流水处理功能块2.1.3根据具体的帧类型决定处理一个周期还是两个周期的数据；并行处理模块2.2包括数据帧帧体处理模块2.2.1、管理帧帧体处理模块2.2.2、控制帧帧体处理模块2.2.3和循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)处理模块2.2.4，每个并行处理功能块处理的时钟周期根据帧长确定。

本发明还提供基于FPGA的流水线型多用户数据流接收装置的使用方法，具体方法步骤如下：