WLAN技术在地铁通信领域中的应用研究

基于IEEE 802.11系列国际标准上的无线局域网络(WLAN)技术是目前被广泛应用于地铁通信领域中的主流无线通信技术之一。采用IEEE 802.11g标准通过轨旁Fit AP与车载Fat AP构建的无线传输网络可以实现对列车运行沿线的无线信号覆盖,能够很好地满足地铁通信领域中电视监视系统(CCTV)和乘客信息系统(PIS)车地无线通信的功能需求。     

OFDM基带处理器的DSP设计与实现

IEEE 802.11p协议是针对车载环境应用制定的物理层(physical Layer,PHY)与媒体接入控制层(media ac-cess control,MAC)标准。作为智能交通系统的一部分,该协议能极大增加车辆与外界沟通的通讯能力。通过研究802.11p协议和802.11a协议的异同点,在802.11a的基础上给出了采用DSP(digital signal processor)进行802.11p物理层的OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)基带处理的设计与实现方案,并给出了基于经典SC算法的接收端保持同步的DSP处理方法。经过仿真及DSP片上系统验证,测试结果表明,设计达到了预期效果。     

IEEE 802.11p物理层OFDM调制器的设计

IEEE 802.11p是关于车载自组织网络的协议,其物理层是IEEE 802.11a标准的扩展。整个OFDM(orthog-onal frequency division multiplexing)发送端的设计是基于FPGA技术,使用Verilog HDL硬件描述语言来编写底层代码。给出了基于IEEE 802.11p标准的OFDM调制系统的设计与仿真验证。仿真结果证明,该设计在精度和资源方面都能达到期望的结果,并且设计简单、高效,完全能够达到802.11p的OFDM系统设计要求。     

WPAN应用环境下IEEE 802.11b最优包长

为了提高WPAN应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量,首先分析IEEE 802.11b DCF协议应用时的数据包传输时序,得到IEEE 802.11b系统的吞吐量性能与包长及包错误概率的关系,然后对WPAN干扰网络存在时包错误概率与PLCP服务数据单元(PSDU, PLCP service data unit)值之间的关系进行建模.在理论上证明了在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b系统存在一个最佳的数据包长度,可以使得系统的吞吐量最大.在此基础上提出了WPAN干扰网络存在时的自适应包长方案.仿真结果表明,所提方案可以有效地提高网络吞吐量.     

基于位置信息的多车协同碰撞预警协议

在车载自组网中,无线信道的通信质量直接影响了EWM(emergence warning message)的多跳广播传输性能.为提高车辆在复杂信道环境下的EWM传输效率、降低延时,综合考虑交通环境下无线网络信号的可靠性、消息传输的实时性及道路交通状况信息,提出一种基于位置信息的多车协同碰撞预警协议(vehicle collision warning protocol,VCWP).该协议在通信范围内选取首选转发车和候选转发车,在进行退避时间的选取时,采取基于邻节点密度的信道竞争机制,以保证EWM在复杂信道环境下的低时延、可靠送达.仿真验证表明VCWP与GPSR(greedy perimeter stateless routing)、IEEE 802.11p协议的BEB(binary exponential back-off)退避策略相比具有良好的性能,提高了EWM传输成功率,降低了时延,为复杂信道通信质量环境下EWM的传输提供了可靠性保证.     

无线通信环境下VoIP的应用

目前,随着无线通信技术GPRS(General Packet Radio Service)和IEEE802.11 WLAN(WirelessLocal Area Networks)的应用越来越普及,如何将VoIP和无线通信技术有效地结合起来成为了下一代的无线网络的研究方向了.阐述了在无线广域网和无线局域网上VoIP的应用,并且展望了下一代的互连网协议IPv6在VoIP中的应用.     

2.4 GHz短距无线通信系统射频模块的设计

主要介绍一种工作在2.4～2.5 GHz ISM频段的短距离无线通信收发信机射频前端模块.该模块由低噪声放大器(LNA)、上/下变频器、锁相环(PLL)频率合成器以及射频/中频滤波器等构成,并集成在一块97 mm×66 mm的PCB板上.文中在理论分析和仿真基础上对射频前端电路进行了设计和研制.发射通道输出信号频谱和接收通道解调信号的测试结果表明,该射频模块可应用于蓝牙或IEEE802.11b无线局域网等短距离无线通信系统.     

列控-安全信息传输系统可靠性及安全性的形式化分析

基于通信的列控(CBTC)系统使用基于IEEE 802.11系列的无线局域网实现车-地双向信息传输,但是无线局域网无法满足安全苛求列控系统在信息传输可靠性和安全性方面的需求.为了解决该问题,可以采用双网冗余的结构提高无线局域网信息传输的可靠性,再在无线局域网之上增加安全通信协议来保证信息传输的安全性.本文提出在双网冗余无线局域网基础之上增加安全通信协议形成列控-安全信息传输系统(China-Radio),使用随机Petri网建立了双网冗余结构的无线局域网的可靠性模型,并与单网结构进行了定量对比和形式化分析,验证了双网冗余结构可靠性的提升;使用有色Petri网对China-Radio系统建模,并采用模型检验的方法证明China-Radio系统的功能安全性,能够满足列控系统的需求.     

衰落信道中IEEE 802.11 DCF的算法改进

为提高IEEE(the institute of electrical and elec-tronics engineers)802.11 DCF(distributed coordinationfunction)在无线衰落环境中的性能,提出了一种适用于无线衰落环境的无线局域网媒体接入协议DCFf(DCF in fadingchannel)。根据网络规模和信道状态,通过动态调整将竞争窗口加倍和重置的概率使无线局域网的吞吐量性能达到最优。利用有限状态Markov链对DCFf和DCF进行数学建模和理论分析,模型考虑了传输误码对协议行为的影响。计算结果表明:当网络规模、数据速率、信道状态发生变化时,DCFf的吞吐量性能总是优于IEEE 802.11 DCF,并且DCFf与IEEE 802.11 DCF兼容。     

多载波OFDM与单载波QAM传输系统性能比较

为了研究多载波正交频分复用(OFDM)与传统单载波正交幅度调制(QAM)系统传输性能,文章基于无线局域网IEEE 802.11a标准,分别在高斯白噪声(AWGN)信道和存在码间干扰两种情况下,利用MATLAB比较多载波OFDM和单载波QAM系统的可靠性与计算复杂度.结果表明,在两种信道环境下,多载波OFDM系统的传输可靠性能均优于单载波QAM,但增加了计算复杂度.     

基于IEEE 802.11a的E1无线传输系统及其应用

在分析IEEE 802.11a和E1传输两种技术各自特点的基础上,介绍了基于802.11a的E1无线传输系统的系统构成,提出了该系统几种典型的应用模式,并与传统的E1微波传输系统做了比较。基于802.11a的E1无线传输系统具有频段无需申请、组网方式灵活多样、可同时传输E1数据和IP数据以及成本低廉等优势,可作为传统E1微波传输系统的替代和补充而广泛应用。     

高速WLAN无线收发信机设计与性能分析

近年来,无线局域网(WLAN)得到了飞速的发展,IEEE802．11b无线局域网已成为人们实现无线数据通信的重要手段,但是11Mbit／s的数据速率还不能满足视频点播等多媒体业务．基于OFDM技术、数据速率可达54Mbit／s的IEEE802．11a无线局域网又成了人们新的关注热点。介绍了IEEE802．11a无线局域网．分析了其基本原理与关键技术,设计了一种高速无线局域网的系统方案,并对其性能进行了仿真与分析,结果表明该系统是符合IEEE802．11a标准的各项指标要求。     

Reliability Evaluation of IEEE 802.11p-Based Vehicle-to-Vehicle Communication in an Urban Expressway

IEEE 802.11p/DSRC(Dedicated Short Range Communication) is considered to be a promising wireless communication standard for enhancing transportation safety and efficiency. However, IEEE 802.11p-based Vehicleto-Vehicle(V2V) communication is still unreliable because of the complicating factors of high vehicle speed and complex radio environments. In this paper, we performed a data-based evaluation of V2 V communication reliability,using real-world measurements in a typical urban expressway in Beijing. With respect to the characteristics of the urban expressway and our experimental data, we found road slope and traffic density to be the major environmental factors having a significant impact on the V2 V communication's Line-Of-Sight(LOS) conditions. On the basis of these two factors, we propose a fuzzy classification method for the LOS conditions, and separate the realtime communication environments into different LOS cases. For each LOS case, we quantify the metrics as received signal strength indication, packet delivery rate, and communication latency. The results reveal that the communication reliability in urban expressways is very unstable because of the changing LOS conditions. This study provides a useful reference for the IEEE 802.11p-based cooperative systems in urban expressways.     

无线局域网的Wardriving入侵检测

为了对无线网络进行入侵检测,设计并实现了无线网络安全监控系统.利用Libpcap函数对无线传输的原始包进行捕获;根据IEEE 802.11 MAC层协议,对原始包进行协议解码;利用统计分析检测方法,对基于主动扫描的Wardriving入侵进行检测.测试结果表明,该系统能及时发现Wardriving入侵.     

高校无线网络的设计与实现

通过对IEEE802.11系列标准的介绍和比较,认为当前高校实现无线网络的最佳协议是IEEES02.11g.以泉州某高校无线网络工程为实例,提出并验证了基于1EEE802.11g的无线网络实现方案.     

无线局域网安全漏洞剖析

概述了无线局域网的通信特点,剖析了IEEE802.11的安全机制,重点对无线局域网安全方面的隐患进行了分析,最后提出了提高安全性的对策.     

基于负载的IEEE 802.11 AP切换研究

IEEE802．11规范包括MAC子层和物理层（PHY）两个协议层,支持结点的移动通信。很多切换机制的改进算法都以减少切换时间为目的,而随着无线传输的QoS要求和网络通信的速率不断提高,负载对AP切换的影响也日益显著。详细讨论了现有的基于负载的AP切换机制,并对各自的性能进行了分析比较,认为在高负载环境下,采用中心结构的切换机制会比基础结构的切换机制更具优势。     

改善 IEEE802．11WLAN传输性能异常仿真研究

在分析IEEE802．11DCF机制的基础上,针对IEEE802．11WLAN（Wireless Local Area Networks, WLAN）传输性能异常问题,提出在多节点多速率WLAN环境中根据传输速率变化适时调整数据包和竞争窗口值大小的解决方案。应用基于NS2的仿真模型进行了系列比较实验,仿真结果验证了新方法的有效性。     

IEEE802.11b的媒体访问机制

IEEE802.11b采用无线方式传输信息，而无线方式传输与有线方式传输相比，具有较大的复杂性，所以其MAC（媒体访问控制）机制也更加复杂。论文在较为深入的对IEEE801.11b协议研读后，比较详细地阐述了IEEE802.11b的媒体访问机制-CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制，以及在CSMA/CA基础上的两种具体实现控制方式-DCF（分布式）控制方式和PCF（点协调式）控制方式，同时还简要探讨了MAC层的差错控制问题。