4G移动通信发展论文提纲

论文题目：基于嵌入式Linux的4G通信系统设计

摘要：当今社会,网络信息智能化的极速发展催生了物联网技术和人工智能技术,这使得嵌入式Linux技术和4G移动通信技术得到更加广泛和深入地应用。Linux系统具有自由开放的源代码、可重复开发性较好、强大的内核功能以及较小的体积等优势。而4G移动通信技术在融合了前代诸多优点的基础上,拥有着更优越的传输速度、更强的安全保密性以及更加灵活的通信方式。但是,如何很好地将Linux嵌入式设备与4G移动通信网络合理地结合起来,构建一个高速、稳定和安全的新型物联网通信环境,已经成为相关技术领域的一个研究热点方向。本论文以实验室承接的频谱监测系统开发项目为支撑,在嵌入式Linux操作系统的开发平台上,对Linux的4G无线网卡涉及的关键技术进行研究并实现。本文开头先对嵌入式Linux系统的国内外发展情况以及4G通信技术的应用发展作了介绍;接着开始对Linux内核进行分析,重点分析了Linux内核中的五大子系统,通过了解内核的子系统的工作原理以及相互关系,为后面分析编写内核中的USB驱动以及网络部分的代码做铺垫;然后研究分析了USB协议,重点分析了USB总线的通讯协议和组成结构,从而对USB的工作原理以及USB驱动中组成的重要元素有深入的理解;之后,结合具体使用的中兴4G无线网卡模块,开始编写模块所涉及到的USB串口驱动以及无线网卡驱动程序部分,重点对编写的4G模块探测与断开函数以及USB网络部分的接收和发送函数进行阐述分析;在开发机上编译并加载内核后,通过Minicom超级终端调试工具对4G模块在开发机平台下进行简单的功能性测试;紧接着开始搭建所需的软硬件平台,主要完成将Linux系统移植到项目使用的迅为iTOP-Exynos 4412型号的ARM开发板中,涉及到交叉编译环境的搭建、移植U-Boot引导程序、移植Linux系统内核以及构建生成根文件系统这四部分的工作;最后,在移植成功后的迅为开发板上对中兴ME3760V2这一4G模块进行ping网页的测试,并进行了多组数据包收发性能的整体测试。通过对测试结果进行分析和总结,本文设计的嵌入式Linux的4G通信系统达到了项目所需的性能要求。

关键词：嵌入式;Linux内核;USB协议;驱动程序;4G无线网卡;通信系统

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容和研究重点

1.4 本文结构安排

第二章 Linux内核分析

2.1 Linux发展

2.2 Linux内核

2.2.1 Linux内核源码目录树

2.2.2 Linux内核的组成

第三章 USB协议分析

3.1 USB发展

3.2 USB总线结构

3.2.1 USB主机控制器

3.2.2 USB集线器

3.2.3 USB设备

3.3 USB的通信方法

3.3.1 传输（Transfer）

3.3.2 事务（Transaction）

3.3.3 包（Packet）

3.3.4 域（Field）

第四章 4G无线网卡驱动程序

4.1 Linux网络设备

4.1.1 网络协议接口层

4.1.2 网络设备接口层

4.1.3 设备驱动功能层

4.1.4 设备物理媒介层

4.2 无线 4G网卡模块硬件

4.2.1 模块应用框图

4.2.2 应用连接框图

4.3 USB设备的工作结构

4.4 USB无线 4G网卡驱动的编写

4.4.1 USB驱动结构体

4.4.2 USB串口探测与断开函数

4.4.3 USB网络部分驱动

4.5 本地内核编译与安装

4.6 开发机上对ME3760测试

4.6.1 Minicom的安装与配置

4.6.2 发送AT指令测试

第五章 Linux系统移植与 4G无线网卡测试

5.1 硬件资源

5.2 软件资源

5.2.1 搭建交叉编译环境

5.2.2 U-Boot的编译

5.2.3 iTOP-Exynos 4412 的内核编译

5.2.4 根文件系统的制作

5.3 开发板镜像文件的烧写

5.4 ME3760通信模块的测试

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢