À medida que os avanços na tecnologia vão surgindo, as comunicações sem fios são cada vez mais omnipresentes. Os progressos nesta área fizeram com que recentemente se tenha começado a explorar as comunicações entre veículos móveis, de forma a proporcionar uma viagem mais confortável e segura aos passageiros. No entanto este tipo de comunicação tem características muito específicas, distintas das já familiares redes sem fios estáticas, exigindo outros modos de funcionamento. Posto isto, há a necessidade de desenvolver um conjunto de normas que supram essas necessidades específicas, não abrangidas pelas normas já existentes, que permitam a diferentes equipamentos comunicarem e falarem a mesma linguagem. Com este intuito, a norma IEEE 802.11p foi proposta como uma adenda à já estabelecida norma IEEE 802.11, de forma a providenciar serviço numa rede com baixos tempos de conectividade e alta mobilidade. Nesta dissertação discute-se a especificação, implementação e validação da camada Upper MAC de uma plataforma de comunicação que pretende implementar a norma 802.11p, com capacidade de estabelecer comunicações sem fios entre veículos de uma forma standardizada. Fisicamente a plataforma consiste num equipamento RF com antena e uma FPGA, na qual é instanciado um microprocessador e periféricos. Conceptualmente a plataforma consiste nas duas camadas mais baixas do modelo OSI de comunicações, PHY e MAC, sendo que a camada MAC se encontra dividida em Upper MAC de software e Lower MAC de hardware. A Upper MAC foi desenvolvida em C compilado para ser executado num microprocessador instanciado na FPGA. A Upper MAC é responsável pelas operações atribuídas pela norma à camada MAC que apresentam um maior nível de complexidade de implementação e que não têm exigências em relação à operação em tempo real. A Upper MAC foi implementada e testada na FPGA com sucesso, cumprindo com a maioria dos requisitos exigidos pela norma.

With current technological progress, wireless communications are becoming more pervasive. The developments in this area have caused a recent interest in communications between fast moving vehicles, in order to aid in a safer and confortable voyage. This type of communication has very specific characteristics, different from the already familiar static wireless networks, imposing distinct modes of operation. A set of standards that can comply with such specific needs must be developed, to allow different equipments to establish and maintain communications in a stable and organized manner. An amendment to the IEEE 802.11 wireless standard, called IEEE 802.11p, was written to provide communications in a network with low connectivity times and high mobility. This dissertation discusses the specification, implementation and validation of the Upper MAC layer of a communications platform that complies with 802.11p. Physically, the platform consists of an RF front-end with antenna and a FPGA, in which a microprocessor and its peripherals are instantiated. Conceptually the platform contains the two lower layers of the OSI communications model, PHY and MAC. The MAC layer is further divided into a software Upper MAC and a hardware Lower MAC The Upper MAC was developed in C compiled to be executed in the microprocessor instantiated in the FPGA. The Upper MAC is responsible for the MAC layer functionalities, defined by the standard, that require a higher level of complexity in the implementation and which don’t have real time operation requirements. The Upper MAC was implemented and validated with success, complying with most requisits defined in the standard.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações