【摘要】：無線Mesh通信系統(tǒng)作為一種寬帶無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),具有多跳、自組織、自愈合等特點,是一種高容量、高速率的分布式網(wǎng)絡。無線Mesh通信系統(tǒng)以無線、多跳的方式組網(wǎng),網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此還具有可靠性高、網(wǎng)絡覆蓋范圍大、部署成本低等特點。在無線Mesh通信系統(tǒng)的眾多關鍵技術中,同步技術負責實現(xiàn)定時同步以及載波頻率同步,因此同步技術對無線Mesh通信系統(tǒng)的重要性不言而喻。由于無線Mesh通信系統(tǒng)中沒有中心基站的存在,因此與傳統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的同步不同,無線Mesh網(wǎng)絡的同步只能通過節(jié)點之間的信息交互來完成,這就給同步的實現(xiàn)帶來了挑戰(zhàn)。本文在無線Mesh通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)下,主要研究了無線Mesh通信系統(tǒng)的分布式同步算法,同時給出了一種無線Mesh通信系統(tǒng)的系統(tǒng)設計方案。首先,本文分析了無線Mesh通信系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)及其特點,并介紹了無線Mesh通信系統(tǒng)中的同步算法與傳統(tǒng)同步算法的區(qū)別。然后分析了分布式網(wǎng)絡同步算法的兩種典型分類。另外,本文研究了同步性能對無線Mesh通信系統(tǒng)的影響,并就三種典型的同步算法進行了分析與研究。其次,本文設計了無線Mesh通信系統(tǒng)的一種系統(tǒng)方案,依次給出了幀結(jié)構(gòu)設計和新節(jié)點接入過程等內(nèi)容。本文提出了節(jié)點之間交互數(shù)據(jù)的構(gòu)造以及廣播方式。然后,介紹了路徑損耗、陰影衰落和多徑衰落等無線信道的衰落特性,并在此基礎上針對所涉及系統(tǒng)方案的不同應用場景進行了鏈路預算。然后,本文基于第三章中的系統(tǒng)方案設計提出了一種分布式同步算法。本文給出了分布式定時同步算法的設計方案,包括網(wǎng)絡中用戶選取參考節(jié)點的方法以及分布式同步算法的流程。本文介紹和分析了三種不同的針對基于ZC序列構(gòu)造的同步信號的檢測算法,包括直接互相關檢測算法、差分相關檢測算法和M段相關檢測算法,并通過仿真分析了這三種同步信號檢測算法在噪聲性能以及抵抗頻偏性能上的差異,仿真結(jié)果表明,直接互相關檢測算法的噪聲性能最佳,而差分相關算法的抵抗頻偏的性能最佳。最后,本文給出了提出的分布式同步算法的仿真分析。本文介紹了接收端整體方案的設計,并重點介紹和分析了頻偏估計算法,同時針對不同頻偏估計算法的性能進行了仿真分析,仿真表明,分2段相關頻偏估計算法在進行小數(shù)倍頻偏估計時具有較高的精度,分4段相關檢測算法具有更大的頻偏估計范圍,可以用于整數(shù)倍頻偏的估計。本文在兩種不同場景下通過仿真分析了提出的分布式定時同步算法的性能。仿真結(jié)果表明,本文提出的分布式同步算法具有良好的同步性能,同時網(wǎng)絡中用戶分布的疏密程度會對算法的性能造成影響,用戶分布得越密集,算法的同步性能越好。
【圖文】：

Mesh圖 1.1 骨干型 Mesh 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)骨干型 Mesh 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，分為上下兩層：上層由接入點、Mesh 路由器和 Mesh 網(wǎng)關組成，構(gòu)成主干網(wǎng)絡，通過無線 Mesh 網(wǎng)關接入 Internet 等外網(wǎng)。Mesh 客戶端通過接入點接入網(wǎng)絡中，并通過 Mesh 路由器的轉(zhuǎn)發(fā)與其他終端進行通信，Mesh客戶端之間是不能直接進行通信的。骨干型 Mesh 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于可以兼容市場上已有的多種設備，降低了建網(wǎng)成本，同時也可以提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，其缺點在于客戶端之間不能夠直接進行通信。（2）客戶端型 Mesh 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)Mesh圖 1.2 客戶端型 Mesh 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)客戶端型 Mesh 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，主要由具有路由功能的 Mesh 客戶端組成。Mesh 客戶端之間形成類似 AD Hoc 網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)模式，節(jié)點可以具有移動性，網(wǎng)絡的拓2

Mesh圖 1.2 客戶端型 Mesh 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)客戶端型 Mesh 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，主要由具有路由功能的 Mesh 客戶端組成。Mesh 客戶端之間形成類似 AD Hoc 網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)模式，節(jié)點可以具有移動性，網(wǎng)絡的拓2
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2674951