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IEEE 802.11n关键技术研究
作 者: 季晓澎
导 师: 林家儒
学 校: 北京邮电大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 802.11n MIMO-OFDM 同步 帧聚合
分类号: TN925.93
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
作为宽带接入技术的重要形式之一,无线局域网在近年来有着飞速的发展。新一代无线局域网标准IEEE 802.11n反映了WLAN技术的最新进展。协议在物理层引入MIMO-OFDM结构,使传输速率得到显著提高;在媒体访问控制层(MAC)采用帧聚合、BlockACK、功率节省多用户轮询等技术,进一步优化帧结构、调度机制和通信流程。本论文主要以Draft 4.0协议草案为基础,对802.11n关键技术做了深入研究,主要包括两方面的内容。本文首先介绍WLAN系统物理层基本原理,然后根据802.11n协议草案规定的发射机结构及系统关键参数建立一种接收机结构,并在此基础上研究基于训练序列的数据辅助同步方案性能。该方案包括帧同步、精确定时同步、载波频偏估计及相位偏差估计等模块。帧同步算法根据短训练序列的特点合理设置滑动窗口长度,通过搜索训练序列相关曲线的峰值获得帧起始位置,有效减轻传统方法的平台效应。载波频偏估计算法充分利用前导结构及接收分集技术,降低了估计器的最小均方误差(MSE)。另外,我们的相位偏差估计算法利用协议规定的正交导频设计,通过接收分集技术有效地抑制了共同相位误差(CPE)。本文还对IEEE 802.11n协议中MAC层关键技术做了深入研究,包括帧聚合机制、时间预留策略、功率节省多用户轮询等。我们基于NS2平台建立各种聚合机制模型,仿真并验证了MAC帧聚合机制,包括A-MPDU、A-MSDU及两级帧聚合等。仿真表明,与传统MAC层调度机制相比,新的帧聚合算法减少了不必要的时间开销,系统吞吐量得到明显提高。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-9 第一章 概述 9-13 1.1 WLAN简介 9-10 1.2 IEEE 802.11n简介 10-11 1.3 IEEE 802.11n发展前景 11-12 1.4 本文的研究内容 12-13 第二章 IEEE 802.11n物理层结构 13-23 2.1 MIMO-OFDM系统模型 13-15 2.2 IEEE 802.11n帧结构 15-16 2.3 WLAN信道模型 16-18 2.4 802.11 n发射机结构 18-20 2.5 802.11 n接收机结构 20-21 2.6 本章小结 21-23 第三章 IEEE 802.11n系统同步技术 23-39 3.1 WLAN系统同步流程 23-24 3.2 帧同步 24-26 3.2.1 方案原理 24-25 3.2.2 仿真结果与分析 25-26 3.3 基于训练序列的频偏估计 26-28 3.3.1 方案原理 26-27 3.3.2 仿真结果与分析 27-28 3.4 精确定时同步 28-29 3.5 基于导频的相位噪声估计 29-36 3.5.1 相位噪声模型 29-31 3.5.2 相位噪声对OFDM系统的影响 31-32 3.5.3 802.11n中的相偏估计 32-34 3.5.4 仿真结果与分析 34-36 3.6 链路级仿真结果与分析 36-38 3.7 本章小结 38-39 第四章 IEEE 802.11n MAC层关键技术 39-53 4.1 接入机制 39-42 4.1.1 CSMA/CA 39-41 4.1.2 DCF 41-42 4.2 帧聚合机制 42-46 4.2.1 A-MSDU帧聚合 42-44 4.2.2 A-MPDU帧聚合 44-45 4.2.3 两级帧聚合 45-46 4.3 BlockACK机制 46-50 4.3.1 BlockAckReq 46-47 4.3.2 BlockACK帧格式 47-48 4.3.3 Compressed BlockACK 48-49 4.3.4 Compressed BlockACK交互 49-50 4.4 时间预留策略 50-51 4.5 功率节省多用户轮询 51-52 4.6 本章小结 52-53 第五章 基于NS2的802.11n MAC帧聚合性能仿真 53-65 5.1 NS2简介 53-54 5.2 NS2的802.11网络基本元素 54-55 5.3 NS2的802.11 MAC层协议实现 55-56 5.4 BlockACK的NS2实现 56-58 5.5 802.11 n的帧聚合算法仿真 58-64 5.5.1 DCF机制 59-60 5.5.2 A-MSDU聚合机制 60-61 5.5.3 A-MPDU聚合机制 61-62 5.5.4 帧聚合算法性能比较 62-64 5.6 本章小结 64-65 第六章 总结与展望 65-67 6.1 论文工作总结 65 6.2 下一步的工作 65-67 参考资料 67-70 致谢 70-71 作者攻读硕士学位期间发表、已投论文 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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