本文關(guān)鍵詞：OFDMA資源分配與同步技術(shù)研究及其在IEEE 802.11ax系統(tǒng)下的應(yīng)用

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【摘要】：無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network,簡稱WLAN)建立在無線通信技術(shù)上,可以在一定區(qū)域內(nèi)滿足用戶的無線上網(wǎng)需求,具有較高的普及度�，F(xiàn)有的WLAN通信系統(tǒng)無法滿足各種需求不同的用戶,因此IEEE組織和Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)開展下一代WLAN802.11ax協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化研究,其中引入了OFDMA技術(shù),能實現(xiàn)上行多個用戶的并行數(shù)據(jù)傳輸。另外,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things, IoT)利用互聯(lián)網(wǎng)的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)信息的全方位感知、可靠傳輸以及數(shù)據(jù)的分析處理。由于WLAN具有傳輸可靠、低成本、易組網(wǎng)等優(yōu)點,因此常常被作為IoT的傳輸網(wǎng)絡(luò)進行使用,這就是WLAN的長距離傳輸場景。而物聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點呈高密組網(wǎng)的特性,且信道條件呈現(xiàn)出大尺度衰落特征,原有802.11ac的MAC層和PHY層設(shè)計已經(jīng)不適用于新的場景。本文針對上述問題對802.11ax在長距離場景下的應(yīng)用進行了研究。本文首先介紹了原有802.11ac基本的MAC層和PHY層協(xié)議,詳細(xì)闡述了幀結(jié)構(gòu)中前導(dǎo)各部分的構(gòu)成和作用,以及MAC層基本的接入機制。并且描述了OFDMA技術(shù)的原理,及其在802.11ax系統(tǒng)下的實現(xiàn)方式。接著,本文對WLAN的長距離應(yīng)用場景進行了描述,說明高密組網(wǎng)和大尺度衰落為802.11ax系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)。另外,在原有MAC層接入機制的基礎(chǔ)上提出了基于分組的G-RTS/G-CTS接入機制,使802.1 lax能夠有效支持UL多個站點的同時接入。為了支持更多用戶的數(shù)據(jù)傳輸,802.11ax對時、頻、空域資源都進行了劃分,因此需要在幀結(jié)構(gòu)中引入資源指示部分,本文給出了支持OFDMA和MU-MIMO的資源指示幀結(jié)構(gòu)設(shè)計及其對應(yīng)的比特開銷。此外,本文還研究了長距離傳輸場景給WLAN的PHY層設(shè)計所帶來的挑戰(zhàn),說明同步問題在接收端信號處理中的重要性,并且在經(jīng)典同步算法上提出相應(yīng)的改進算法,使其更適應(yīng)于長距離傳輸場景。本文采用大尺度衰落模型來模擬長距離傳輸場景,并在鏈路級仿真平臺上進行實現(xiàn)。而后將經(jīng)典的時間同步和頻率同步算法直接應(yīng)用于長距離場景下,但是性能不容樂觀。因此,本文引入了基于差分相關(guān)的時間同步算法,以及利用Golay互補序列代替原有的L-STF和L-LTF序列作為前導(dǎo)進行時間同步和頻率同步的方案,并進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明,上述改進算法在長距離傳輸場景下都比原有算法有了較大的性能提升。
【關(guān)鍵詞】：IEEE 802.11ax 資源指示 長距離傳輸 時間同步 頻率同步
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925.93
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 論文研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要完成工作和結(jié)論14
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 IEEE 802.11ax協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)簡介16-29
• 2.1 IEEE 802.11系列協(xié)議16-23
• 2.1.1 PHY層協(xié)議16-21
• 2.1.2 MAC層協(xié)議21-23
• 2.2 IEEE 802.11ax基于OFDMA的多用戶數(shù)據(jù)傳輸23-27
• 2.2.1 OFDMA技術(shù)簡介23-25
• 2.2.2 IEEE 802.11ax基于OFDMA的資源劃分25-27
• 2.3 IEEE 802.11ax基于OFDMA的多用戶仿真實現(xiàn)27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 面向長距離傳輸?shù)?02.11ax MAC層技術(shù)研究29-38
• 3.1 長距離應(yīng)用場景描述29-30
• 3.2 長距離場景對MAC層設(shè)計帶來的新挑戰(zhàn)30
• 3.3 面向長距離場景的IEEE 802.11ax MAC層擴展設(shè)計30-37
• 3.3.1 接入機制的優(yōu)化30-33
• 3.3.2 資源分配及指示方式的優(yōu)化33-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 面向長距離傳輸?shù)?02.11ax PHY層技術(shù)研究38-70
• 4.1 引言38-39
• 4.2 長距離場景對PHY層設(shè)計所帶來的新挑戰(zhàn)39-40
• 4.3 面向長距離傳輸?shù)臅r間同步技術(shù)研究40-58
• 4.3.1 定時偏移對接收信號產(chǎn)生的影響40-41
• 4.3.2 經(jīng)典時間同步算法41-47
• 4.3.3 改進的時間同步算法147-53
• 4.3.4 改進的時間同步算法253-58
• 4.4 面向長距離傳輸?shù)念l率同步技術(shù)58-63
• 4.4.1 頻率偏移對接收信號產(chǎn)生的影響59-60
• 4.4.2 經(jīng)典頻偏估計算法60-62
• 4.4.3 改進的頻偏估計算法62-63
• 4.5 長距離傳輸場景的仿真驗證63-69
• 4.5.1 面向長距離場景的802.11ax鏈路級仿真平臺說明63-65
• 4.5.2 長距離傳輸?shù)臅r間同步仿真驗證65-68
• 4.5.3 長距離傳輸?shù)念l率同步仿真驗證68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-72
• 本文工作總結(jié)70
• 未來工作展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目77

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