【摘要】：無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)作為一種寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有多跳、自組織、自愈合等特點(diǎn),是一種高容量、高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)以無(wú)線(xiàn)、多跳的方式組網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因此還具有可靠性高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大、部署成本低等特點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的眾多關(guān)鍵技術(shù)中,同步技術(shù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)定時(shí)同步以及載波頻率同步,因此同步技術(shù)對(duì)無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的重要性不言而喻。由于無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)中沒(méi)有中心基站的存在,因此與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同步不同,無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)的同步只能通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間的信息交互來(lái)完成,這就給同步的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文在無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)下,主要研究了無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的分布式同步算法,同時(shí)給出了一種無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。首先,本文分析了無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn),并介紹了無(wú)線(xiàn)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(luò)同步算法的兩種典型分類(lèi)。另外,本文研究了同步性能對(duì)無(wú)線(xiàn)Mesh通信系統(tǒng)的影響,并就三種典型的同步算法進(jìn)行了分析與研究。其次,本文設(shè)計(jì)了無(wú)線(xiàn)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(shè)計(jì)和新節(jié)點(diǎn)接入過(guò)程等內(nèi)容。本文提出了節(jié)點(diǎn)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(wú)線(xiàn)信道的衰落特性,并在此基礎(chǔ)上針對(duì)所涉及系統(tǒng)方案的不同應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了鏈路預(yù)算。然后,本文基于第三章中的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)提出了一種分布式同步算法。本文給出了分布式定時(shí)同步算法的設(shè)計(jì)方案,包括網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)選取參考節(jié)點(diǎn)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(duì)基于ZC序列構(gòu)造的同步信號(hào)的檢測(cè)算法,包括直接互相關(guān)檢測(cè)算法、差分相關(guān)檢測(cè)算法和M段相關(guān)檢測(cè)算法,并通過(guò)仿真分析了這三種同步信號(hào)檢測(cè)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(guān)檢測(cè)算法的噪聲性能最佳,而差分相關(guān)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(shè)計(jì),并重點(diǎn)介紹和分析了頻偏估計(jì)算法,同時(shí)針對(duì)不同頻偏估計(jì)算法的性能進(jìn)行了仿真分析,仿真表明,分2段相關(guān)頻偏估計(jì)算法在進(jìn)行小數(shù)倍頻偏估計(jì)時(shí)具有較高的精度,分4段相關(guān)檢測(cè)算法具有更大的頻偏估計(jì)范圍,可以用于整數(shù)倍頻偏的估計(jì)。本文在兩種不同場(chǎng)景下通過(guò)仿真分析了提出的分布式定時(shí)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(shí)網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)分布的疏密程度會(huì)對(duì)算法的性能造成影響,用戶(hù)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(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，分為上下兩層：上層由接入點(diǎn)、Mesh 路由器和 Mesh 網(wǎng)關(guān)組成，構(gòu)成主干網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線(xiàn) Mesh 網(wǎng)關(guān)接入 Internet 等外網(wǎng)。Mesh 客戶(hù)端通過(guò)接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)中，并通過(guò) Mesh 路由器的轉(zhuǎn)發(fā)與其他終端進(jìn)行通信，Mesh客戶(hù)端之間是不能直接進(jìn)行通信的。骨干型 Mesh 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于可以兼容市場(chǎng)上已有的多種設(shè)備，降低了建網(wǎng)成本，同時(shí)也可以提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，其缺點(diǎn)在于客戶(hù)端之間不能夠直接進(jìn)行通信。（2）客戶(hù)端型 Mesh 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Mesh圖 1.2 客戶(hù)端型 Mesh 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)客戶(hù)端型 Mesh 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，主要由具有路由功能的 Mesh 客戶(hù)端組成。Mesh 客戶(hù)端之間形成類(lèi)似 AD Hoc 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式，節(jié)點(diǎn)可以具有移動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)的拓2

Mesh圖 1.2 客戶(hù)端型 Mesh 網(wǎng)路結(jié)構(gòu)客戶(hù)端型 Mesh 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，主要由具有路由功能的 Mesh 客戶(hù)端組成。Mesh 客戶(hù)端之間形成類(lèi)似 AD Hoc 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)模式，節(jié)點(diǎn)可以具有移動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)的拓2
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2674951