本文關(guān)鍵詞：IEEE802.11ah物理層同步與信道估計算法研究

  更多相關(guān)文章： IEEE802.11ah 物理層 接收機 同步 信道估計

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)和機器間通信技術(shù)的高速發(fā)展,豐富的應用需求給傳統(tǒng)通信技術(shù)帶來了巨大挑戰(zhàn),統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標準成為了各大廠商的迫切需求。IEEE802.11ah標準是IEEE組織提出的適合IoT、M2M應用的無線局域網(wǎng)標準,該標準在IEEE802.11系列標準的基礎(chǔ)上改進了物理層(PHY)和媒體接入層(MAC),支持超過8000個節(jié)點接入,支持超過一公里的覆蓋范圍,支持大于一年待機時間,工作在1GHz以下的非授權(quán)頻段。IEEE802.11ah標準目前仍處于草案階段,是未來物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域非常有競爭力的解決方案之一。針對該標準的研究有助于理解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),為物聯(lián)網(wǎng)時代的到來做好準備。論文圍繞IEEE802.11ah標準展開,研究了IEEE802.11ah標準的傳輸規(guī)范與新特性,重點研究了IEEE802.11ah標準的物理層及其關(guān)鍵技術(shù)。主要內(nèi)容如下:(1)研究了IEEE802.11ah標準的物理層,搭建了符合標準的發(fā)射機基帶仿真模型,該模型包括PLCP幀前導序列產(chǎn)生模塊、加擾模塊、糾錯編碼模塊、兩倍數(shù)據(jù)重復模塊、交織模塊、星座映射模塊、固定導頻與移動導頻的產(chǎn)生模塊、IFFT模塊、加CP模塊、加窗模塊等。(2)研究了適合IEEE802.11ah標準的物理層接收機同步算法。針對標準中特有的MCS0-rep2模式,提出了相應的同步算法,具體包括幀捕獲、粗頻偏估計、細定時同步、細頻偏估計等算法。為了解決不同信噪比下幀捕獲定時度量不穩(wěn)定的問題,所提的幀捕獲算法對定時度量值進行歸一化處理,從而獲得了穩(wěn)定自相關(guān)峰值,提高了幀捕獲的準確度。為了提高頻偏估計的范圍和精度,所提的頻偏估計算法充分利用了標準中特有的多個長訓練序列幀結(jié)構(gòu),通過不同的長訓練序列的兩兩組合,并進行分階段估計與補償,從而獲得更優(yōu)的頻偏估計效果。還對所提的同步算法進行了仿真分析,結(jié)果表明在不同信噪比情況下的自相關(guān)峰值穩(wěn)定。在信噪比為-5dB,載波頻偏為40MHz的情況下,剩余載波頻偏低于540Hz。(3)研究了IEEE802.11ah標準物理層的信道估計算法。針對MCS0-rep2模式研究并對比了基于導頻和訓練序列的信道估計方法。重點分析了IEEE802.11ah標準所提的Traveling Pilot與傳統(tǒng)固定導頻在嚴重多普勒頻偏下的信道估計性能。結(jié)果表明Traveling Pilot可以有效的降低多普勒頻偏對信道估計的影響。(4)提出了IEEE802.11ah基帶接收機總體方案。該方案適用于MCS0-rep2模式,由同步模塊、信道估計模塊、SNR估計模塊、數(shù)據(jù)重復模塊、Traveling Pilot、子載波映射模塊等構(gòu)成。重點對接收機在不同信道模型、不同調(diào)制編碼方式下的誤碼率性能進行了仿真分析。
【關(guān)鍵詞】：IEEE802.11ah 物理層 接收機 同步 信道估計
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.34
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的主要研究工作及內(nèi)容安排12-14
• 2 IEEE802.11系列與IEEE802.11ah標準概述14-30
• 2.1 WLAN基本概念14-17
• 2.1.1 IEEE802.11系列標準概述14-15
• 2.1.2 信道劃分15-17
• 2.2 IEEE802.11ah標準簡介與應用場景17-19
• 2.2.1 IEEE802.11ah標準簡介17
• 2.2.2 IEEE802.11ah應用場景17-19
• 2.3 IEEE802.11ah物理層技術(shù)介紹19-25
• 2.3.1 頻段劃分19-20
• 2.3.2 子載波20
• 2.3.3 調(diào)制編碼方案20-21
• 2.3.4 物理層幀結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.5 標準發(fā)射機模型22-24
• 2.3.6 系統(tǒng)參數(shù)24-25
• 2.4 IEEE802.11ahMAC層技術(shù)介紹25-29
• 2.4.1 媒體接入層概述25
• 2.4.2 支持大量接入節(jié)點25-27
• 2.4.3 信道接入27-28
• 2.4.4 低功耗28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 IEEE802.11ah物理層基帶信號生成30-42
• 3.1 發(fā)射機基帶信號產(chǎn)生過程30-39
• 3.1.1 信號域31
• 3.1.2 數(shù)據(jù)域31-39
• 3.2 信道模型39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 4 IEEE802.11ah物理層同步算法42-60
• 4.1 OFDM同步算法概述42-43
• 4.2 非理想估計對接收機影響43-44
• 4.2.1 幀同步偏移的影響43
• 4.2.2 載波頻偏的影響43-44
• 4.3 適合IEEE802.11ah的同步算法44-56
• 4.3.1 幀捕獲45-51
• 4.3.2 粗頻偏估計51-52
• 4.3.3 符號定時52-53
• 4.3.4 細頻偏估計53-56
• 4.4 性能仿真56-59
• 4.4.1 仿真參數(shù)56
• 4.4.2 定時同步56-58
• 4.4.3 頻偏估計58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 IEEE802.11ah物理層信道估計算法60-72
• 5.1 OFDM信道估計概述60-63
• 5.1.1 估計算法60-61
• 5.1.2 估計準則61-62
• 5.1.3 非理想信道估計的影響62-63
• 5.2 基于導頻的信道估計63-67
• 5.2.1 IEEE802.11ah導頻圖案63-64
• 5.2.2 基于導頻的信道估計結(jié)構(gòu)64
• 5.2.3 插值方法64-65
• 5.2.4 算法仿真65-67
• 5.3 基于訓練序列的信道估計67-68
• 5.4 信道估計算法性能分析68-70
• 5.4.1 固定導頻與訓練序列的相位補償68-69
• 5.4.2 多普勒頻偏對固定導頻估計的影響69
• 5.4.3 Traveling Pilot改善信道估計性能69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 接收機方案及其性能分析72-79
• 6.1 接收機總體結(jié)構(gòu)72-75
• 6.1.1 SNR估計73-74
• 6.1.2 Repetition信號的合并74-75
• 6.2 接收機性能仿真75-77
• 6.2.1 MCS0-rep2系統(tǒng)BER性能76-77
• 6.2.2 不同MCS下BER比較77
• 6.3 本章小結(jié)77-79
• 7 總結(jié)與展望79-81
• 7.1 論文總結(jié)79
• 7.2 工作展望79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-87
• 附錄87
• A. 作者在攻讀學位期間申請的專利目錄87
• B. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目87

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：755873