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基于三网融合的智能型家庭网关的研究与实现

作　者: 张琦枫
导　师: 谭云福
学　校: 燕山大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 三网融合 家庭网关 RTL8196C微处理器 MSM6290无线通信接口 Linux操作系统
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


三网是指电信网、广播电视网和互联网，三网融合是一种重要的产业融合现象，它涉及市场层的产业融合和企业融合，管理层的机构融合和法律融合，技术层的网络融合与业务融合。其中，业务融合是三网融合的主要的表现形式，用户可以通过不同的终端或网络使用相同的业务。目前，三网融合进程中至关重要的技术环节是实现不同通信网络、不同协议终端之间数据的转发。为此，本文给出了一种基于三网融合的智能型家庭网关的软、硬件的设计与实现。首先，考虑到家庭网关在未来通信网络中的重要作用及其总体要求，提出了基于三网融合的智能型家庭网关的总体设计方案。该方案的核心思想是广域网侧采用固定网络上行和移动网络上行融合的方式，局域网侧采用以太网接口卡和无线局域网接口卡的融合方式，为具备接入能力的家庭终端同时提供有线和无线两种局域网接入方式。其次，给出了以RTL8196C微处理器、以太网控制器、无线局域网接口卡RTL8192CE以及高通公司MSM6290无线通信接口为核心的硬件设计方案，并重点对硬件模块的接口电路进行了设计。然后，给出了基于嵌入式Linux操作系统的智能型融合家庭网关的软件设计方案，包括操作系统的选型、移植，驱动程序的设计、实现，重点设计了智能型融合家庭网关应用进程并行运行机制，并以此机制为基础实现了多通信方式的共存。最后，搭建了现网测试环境，并模拟现网环境下可能出现的各种情况对整个系统的性能指标进行了测试，实验结果验证了通过融合不同广域网接入方式及不同局域网接入方式，以实现不同通信网络之间数据相互转发的可行性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题研究背景及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
  1.3 课题主要研究内容及各章节安排  14-16
第2章 融合家庭网关设计要求和总体方案  16-26
  2.1 融合家庭网关的设计要求  16-19
    2.1.1 三网融合的驱动力  16-18
    2.1.2 融合家庭网关的总体要求  18-19
  2.2 融合家庭网关的解决方案  19-24
    2.2.1 网关广域网接入技术及融合方式设计  19-23
    2.2.2 网关局域网接入技术及融合方式设计  23-24
  2.3 融合家庭网关的总体设计  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 融合家庭网关硬件结构的设计与实现  26-36
  3.1 融合家庭网关硬件结构的总体设计  26-27
  3.2 融合家庭网关核心控制板的设计  27-32
    3.2.1 嵌入式微处理器的选型  28-29
    3.2.2 系统存储电路设计  29-32
  3.3 融合家庭网关硬件平台外围接口设计  32-34
    3.3.1 USB 接口设计  32-33
    3.3.2 以太网接口设计  33-34
  3.4 本章小结  34-36
第4章 融合家庭网关软件系统的设计与实现  36-56
  4.1 融合家庭网关软件系统的总体设计  36
  4.2 操作系统的选型与设计  36-41
    4.2.1 嵌入式操作系统的分析  37-38
    4.2.2 嵌入式操作系统的选型  38-41
    4.2.3 嵌入式 Linux 操作系统的移植设计  41
  4.3 系统设备驱动设计与实现  41-47
    4.3.1 Linux 设备驱动的分析  41-43
    4.3.2 USB 驱动的设计与实现  43-47
  4.4 融合家庭网关应用软件设计  47-52
    4.4.1 系统应用软件总体架构设计  47-49
    4.4.2 多进程并行运行机制的实现  49-50
    4.4.3 I/O 多路复用技术的应用  50-52
  4.5 融合家庭网关多通信方式的设计与实现  52-55
    4.5.1 局域网通信方式设计与实现  52-53
    4.5.2 广域网通信方式设计与实现  53-55
  4.6 本章小结  55-56
第5章 融合家庭网关实验测试系统的设计  56-62
  5.1 融合家庭网关测试系统总体设计  56
  5.2 融合家庭网关测试环境的设计  56-58
    5.2.1 PPPOE 服务器的搭建过程  57-58
    5.2.2 DHCP 服务器的搭建过程  58
  5.3 系统测试步骤及结果  58-60
    5.3.1 系统测试步骤  58-59
    5.3.2 系统测试结果及分析  59-60
  5.4 本章小结  60-62
结论  62-64
参考文献  64-67
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  67-68
致谢  68-69
作者简介  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 网络设备
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