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频谱感知技术及其在无线局域网络应用的若干关键技术研究

作　者: 丁小峰
导　师: 韩方景
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 认知无线电 无线局域网络 通信机会 竞争算法
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


军事通信是信息化战争的重要组成部分,是现代战争中掌握战场主动权的关键。认知无线电概念的出现将引导军用电台向智能化,集成化,一体化的方向发展。无线网络技术的应用使战场信息感知网络能够快速,机动,可靠的建立,并高速的传送战场信息。未来军事通信将伴随的两种技术的发展而不断进步。本论文在对无线局域网络技术和认知无线电深入分析的基础之上,将认知无线电中的频谱感知技术与无线局域网络技术结合,实现了无线网络终端对电磁空间中的信道信息感知并详细论述各终端的竞争使用资源的算法。同时,详细讨论无线网络传输中OFDM技术,并以MATLAB为平台,搭建了无线网络的物理层基带传输模型,研究无线局域网络OFDM调制技术的组成模块的关键技术及频谱感知同OFDM结合的技术途径。论文主要内容安排如下:第一章介绍课题研究背景,以及课题研究历史和现状。第二章介绍认知无线电中的感知技术在无线局域网中的应用,提出二者的结合点。第三章介绍了无线局域网物理层中的频谱感知算法,并给出其实现结构,完成其关键技术频谱分析的FPGA实现。第四章研究无线局域网MAC层中对感知频谱资源竞争的算法,建立马尔可夫模型,进行性能分析。第五章建立基于OFDM调制方式的无线局域网络的基带传输模型,研究了频谱感知同OFDM结合的技术途径。第六章总结全文工作,并指出目前存在问题和下一步研究方向。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题研究背景  10-12
    1.1.1 无线局域网技术  10-11
    1.1.2 认知无线电技术  11-12
  1.2 课题研究的发展现状  12-13
  1.3 论文主要工作和内容安排  13-14
第二章 频谱感知技术与无线局域网络的结合  14-28
  2.1 无线局域网络框架体系  14-20
    2.1.1 无线局域网络类型  15-16
    2.1.2 无线局域网络工作流程  16
    2.1.3 无线局域网物理层架构  16-17
    2.1.4 无线局域网传输控制层功能  17-20
  2.2 频谱感知技术  20-25
    2.2.1 认知无线电介绍  21-22
    2.2.2 频谱参数  22-23
    2.2.3 频谱感知概念  23-25
  2.3 无线局域网络中频谱资源测量规范  25-27
    2.3.1 频谱资源测量服务  25-26
    2.3.2 测量类型及格式  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 频谱感知技术在无线局域网络物理层中的设计及实现  28-43
  3.1 无线局域网信道规则  28-29
  3.2 频谱感知算法说明  29-37
    3.2.1 信道划分  29-30
    3.2.2 信道使用情况识别  30-32
    3.2.3 频谱感知算法流程分析  32-34
    3.2.4 WLAN 信号的功率谱  34-37
  3.3 频谱感知技术硬件设计  37-42
    3.3.1 频谱感知硬件实现结构  37-38
    3.3.2 FFT 模块设计工具介绍  38-39
    3.3.3 FFT 模块的仿真和实现  39-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 无线局域网MAC 层对感知空闲信道的竞争算法分析  43-55
  4.1 传输控制层（MAC）  43-44
  4.2 MAC 数据服务  44-46
    4.2.1 分布式协调功能（DCF）  44
    4.2.2 载波侦听机制  44
    4.2.3 退避过程  44-45
    4.2.4 帧间间隔  45
    4.2.5 使用RTS/CTS 来进行帧序列交换  45-46
  4.3 DCF 模式中的信道竞争使用算法  46-54
    4.3.1 DCF 模式信道竞争算法  46-47
    4.3.2 DCF 算法模型分析  47-50
    4.3.3 基于概率的DCF 算法模型分析  50-52
    4.3.4 频谱资源竞争算法对系统性能影响  52-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 基于频谱感知技术的OFDM 传输模型  55-66
  5.1 发送模型  55-57
    5.1.1 OFDM 基本原理  55-56
    5.1.2 OFDM 循环前缀功能  56
    5.1.3 OFDM 与IFFT/FFT 的关系  56
    5.1.4 OFDM 发射系统模型  56-57
  5.2 接收模型  57-59
    5.2.1 信道傅立叶系数推导  57-58
    5.2.2 OFDM 的信道估计与补偿  58-59
  5.3 采用OFDM 调制方式数据传输过程分析  59-64
  5.4 基于信道感知结果调整OFDM 信号波形的研究  64-65
  5.5 本章小结  65-66
第六章 结束语  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70
攻读硕士期间（待）发表的论文  70-71
攻读硕士期间参加项目情况  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信 > 无线用户环路（无线接入网）
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