【摘要】：近年來,WIFI(Wireless Fidelity)技術(shù)快速發(fā)展,相應(yīng)設(shè)備大量增加,用戶數(shù)量也呈指數(shù)增長。為了適應(yīng)這種情況,IEEE的TGax小組于2013年成立,并對802.11ax協(xié)議進行修訂,預(yù)計將會在2019年完成WIFI的802.11ax標準的制定。本文基于802.11ax的研究成果,設(shè)計并采用C語言實現(xiàn)了一個在DPDK(Data Plane Development Kit,英特爾開發(fā)的用于快速數(shù)據(jù)包處理的網(wǎng)絡(luò)庫)環(huán)境下運行的軟基帶發(fā)射機,用于滿足人們對于通信速率的需求�；鶐Оl(fā)射機將采用軟件實現(xiàn),相較于硬件實現(xiàn)主要有以下好處。首先是易實現(xiàn),開發(fā)周期短;其次是易擴展,方便增加用戶;再者軟件實現(xiàn)更為靈活,能及時應(yīng)對各種需求,比如說協(xié)議的變動;最后在Linux環(huán)境下,采用DPDK技術(shù)能極大的提高發(fā)射機的吞吐率。軟基帶的另一個要點是干擾的提前消除,系統(tǒng)收集信道信息計算預(yù)編碼矩陣,并在發(fā)射端與信號相乘,它不光能消除干擾,還能提升MIMO(Multiple Input Multiple Output)檢測的性能。本論文主要做了以下四個方面的工作:第一,通過研究各模塊算法,明確了實現(xiàn)難點和制約計算速率的主要因素,明確了優(yōu)化方向和設(shè)計目標;第二,針對各模塊做了計算優(yōu)化,性能提升顯著;第三,根據(jù)DPDK設(shè)計了兩種系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu),并分析了各自的優(yōu)缺點;第四,對兩種系統(tǒng)方案都做了具體實現(xiàn),分析并對比了測試結(jié)果,選取了最終的系統(tǒng)方案。本文有助于802.11ax當前成果的驗證和改進,同時還具有實際意義,實現(xiàn)了一個具有較大吞吐率的基帶發(fā)射機,對于相關(guān)產(chǎn)品的實現(xiàn)有較高的參考價值。
【圖文】：

圖 2-9 802.11ax 數(shù)據(jù)幀時域波形圖802.11ax L-STF 短訓(xùn)練字段STF 根據(jù)章節(jié) 2.1 里面的幀格式描述可以得知其長度是 8us，這部分步，頻域中該字段包含 10 個重復(fù)的 0.8us 的碼元。L-STF 是固定數(shù)具有較好相關(guān)性和低峰均功率比的序列，只有這樣，即使被過量�？s的情況下，其特性也能保持不變[6][8]。L-STF 頻域上定義如公式 這里主要介紹 20M 和 40M 的情況，本文也主要用到這兩種，具體如26, 261/ 2{0, 0,1 , 0, 0, 0, 1 , 0, 0, 0,1 , 0, 0, 0, 1 , 0,0, 0, 1 , 0, 0, 0,1 , 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1 , 0, 0, 0, 1 , 0, 0, 0,1 ,0, 0, 0,1 , 0, 0, 0,1 , 0, 0, 0,1 , 0, 0}S j j j jj j j j jj j j 58, 58 26, 26 26, 26S 1/ 2{S ,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, S }式 2-3 中的 S-26,26是 20MHz 的基本序列，，公式 2-4 表示 40MHz 的 L

圖 2-10 L-STF 時域波形圖-STF 碼元具有良好的自相關(guān)性和互相關(guān)性，接收端對數(shù)據(jù)做自相關(guān)，峰，對數(shù)據(jù)做互相關(guān)會出現(xiàn)一個平臺，這些都是同步和粗頻偏估計[這里由于篇幅和內(nèi)容所限，就不再詳細展開。802.11ax L-LTF 長訓(xùn)練字段-LTF 由 802.11ax 協(xié)議所規(guī)定，長度為 8us，最前面是循環(huán)前綴（1.6us由兩個長訓(xùn)練碼元（單個碼元 3.2us）組成。長訓(xùn)練碼元頻域上的數(shù) 定義[6]，這是 20MHz 的情況，而 40MHz 的長訓(xùn)練碼元則由基礎(chǔ)序列者說將 20MHz 的數(shù)據(jù)重復(fù)即可，如公式 2-7 所示。26, 26{1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,0,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1}L 58, 58 26, 26 26, 26L {L ,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, L }
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN92;TN830

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 譚凱;彭端;;WLAN新標準IEEE 802.11ax[J];廣東通信技術(shù);2015年10期

2 楊淼;李明明;方正;陳佳佳;;淺析美國5G Wi-Fi新頻段與802.11ac標準[J];數(shù)字通信世界;2013年06期

3 羅振東;;下一代WLAN技術(shù)標準802.11ac/ad[J];現(xiàn)代電信科技;2010年12期

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1 劉芳;802.11ax接收機算法設(shè)計與定點仿真[D];華中科技大學;2016年

本文編號：2610632