7.1 系統之整合
本計畫所規劃與開發之 UWB 隨意群播通訊全系統架構如下圖所示，前述各章已將個 別 UWB 通訊核心技術實現於各模組，並運用定義明確之軟硬體介面進行各模組之間的溝 通，整合後之全系統架構與其介面規範如下圖。
Intel X-Scale 嵌 入式硬體平台
3-wire data bus
UWB天線模組
Twisted pair GPIO cable
圖例：
Intra-module connection/data bus Connection between modules
R2 control busR3
圖7-1 本研究之超寬頻 ad-hoc 全系統架構與其介面規範
7.2 測試規劃
(1) SYS-C-01：全系統迴路測試 (a)測試設備與系統參數
I. 本UWB Ad-hoc 通訊全系統 2 套(其中基頻模組於同一套硬體分別實現接收機與 發送機功能)
(b)測試系統架構與場景
圖7-2 全系統測試架構與其介面示意圖
(c)測試步驟
Step 1: 原始網路組成模擬 2 套全系統，由於資源限制，基頻模組於同一套硬體分 別實現接收機與發送機功能，全系統各模組均根據原介面規劃連接，RF、
Baseband、MAC 執行必要之設定程序使各模組功能正常運作，其中 2 套 RF 與天 線模組需放置於彼此訊號涵蓋範圍內。
Step 2: 自訂 Tx、Rx 兩端 Ad hoc 模組之 IP 位置，並進行適當之路由設定，使兩者 IP 位置位於同一子網域(subnetwork)以便進行後續之 Ad-hoc 1-hop 通訊，注意規範 其IP 封包從有線網路端送達全系統之 MAC 模組與後續模組進行互通
Step 3: Tx Ad hoc 模組發送一 128 Bytes 之 IP 封包，其 IP 封包的目的 IP 位址及設 定為Rx 之 Ad hoc 模組
Step 4: 所發送之 IP 封包預計將經過 Tx MAC 模組→基頻發送機→ Tx RF 模組→Tx UWB 天線→UWB 無線電通道(air)→Rx UWB 天線→Rx RF 模組→基頻接收機→Rx MAC 模組→Rx Ad hoc 模組，形成單向之 loop back
Step 5: 於 Rx Ad hoc 模組利用 sniffer 軟體，監聽與擷取來自 Tx Ad hoc 模組的 IP 封包
UWB Radio link
全系統資料發送端(Tx) 全系統資料接收端(Rx)
Step 6: 比對於 Rx Ad hoc 所擷取之 IP 封包是否與 Tx Ad hoc 模組發送之封包相同
(d)測試結果評估標準
測試結果滿足以下條件則本功能符合：
Rule 1: Rx Ad hoc 擷取之 IP 封包確實與 Tx Ad hoc 模組發送之封包相同
7.3 測試結果
研究團隊在本年度根據定義清楚的架構，並在彼此有效相互合作、溝通之下，大致達 成全系統測試之目標。下圖為本測試位於交通大學電子與資訊大樓 8 樓之實驗室與全系統 測試環境：
圖7-3 本計畫實驗室與全系統測試場景
根據下面的結果得知，從ad-hoc 模組送出的一段訊息，能夠無誤地經過 MAC 層、基 頻、再透過RF、天線 lookback 回路回傳，其間路徑我們均使用適當的監控程式或設備，驗 證其訊息的完整性。總括而言，本測試現階段測試結果總結如下：
(1) R1, R2, R3, R5, R6 介面之正確率極高
– 從 Ad hoc 經過 MAC 串通至 Baseband 功能與效能穩定 – R1 已實現於 RF 模組上，進行連測後效能影響不大 – R2, R3 控制介面皆完成已驗證無誤
(2) R4 (Baseband – RF Data Cannel)尚有頻率補償問題待解決
– 由於硬體平台限制，目前較為完整且複雜度高的基頻相關演算法並無法全盤 實現於FPGA
– 若簡化相關系統方塊，則導致通訊成功率降低
– Baseband 已完成頻率補償功能方塊的實作，經模擬結果確認功能可行，有待 進一步實作方面的工程微調工作
Ad-hoc 發送自訂訊息
MAC擷取發送給Baseband之封包內 容
使用邏輯分析儀確認在baseband收送 與解調後的數位訊號
MAC擷取來自Baseband之封包內容
Ad-hoc 接收該自訂訊息
圖7-4 全系統測試結果之驗證
7.4 結語
本計畫歷經兩年時間，動員六位教授、20 名學生及助理參與計畫，在 95 年配合陸軍
「數位戰士」之無線通信系統運用所需；除依運用需求完成相關功能分析外，並將依序研 製完成各模組之操作功能設計、效能模擬評析、軟硬體架構設計、軟硬體模組實現及軟體 無線電實驗平台建構，藉以執行 Ad-Hoc 網路研發所提出之相關處理流程、關鍵技術和演 算法則等效能分析，同時達成 UWB 通信媒介所提出之傳輸波形、架構設計及鏈路參數等 功能驗證，最後完成Ad-Hoc 與 UWB 兩系統與技術整合運用。於 96 年分別完成了（1）各 模組之測試與介面整合；（2）超寬頻 Ad-hoc 無線通訊全系統軟硬體連測；及（3）多重跳 躍式實驗平台效能場測。
最後，感謝中科院資通所相關先進與同仁積極參與計畫之執行，使本計畫之成果能達 到預期目標。