最新WLAN协议IEEE802.11g物理层性能分析

新制定的IEEE802.11g协议标准是最有发展潜力的无线局域网标准.在全面介绍了IEEE802.11g物理层的各项参数后,分析了IEEE802.11g系统性能和吞吐量性能,并给出了相应的系统性能仿真结果,其结论对今后的IEEE802.11g系统的深入研究具有重要参考作用.     

基于IEEE802.11无线局域网的研究

为了达到在任何时间、任何地点和任何人均能进行数据通信的目标,传统的计算机网络需要由有线向无线、由固定向移动、由单一业务向多媒体发展。无线局域网（WLAN）,正在以它的高度灵活性、移动性、低成本和日益提高的传输能力发挥着越来越重要的作用,成为未来网络发展的主流形式之一。本文首先介绍了IEEE802.11协议家族,详细分析了IEEE802.11无线局域网系统体系结构和协议体系结构。总结了它的特点和优势。     

IEEE 802.11e EDCF性能评估

通过建立语音、视频和数据业务的仿真模型评估了IEEE802．11e中竞争接入方式EDCF的工作性能,并把它与传统的802．11中的DCF方式进行了比较,讨论了改变竞争窗(CW)和仲裁间隔时间(AIFS)对系统总吞吐量和区分服务的影响,还考虑了竞争空闲脉冲(CFB),发现它在负载较高的情况下能够提供较好的区分服务,但在不同的应用和配置下对系统性能的影响具有很大的跳跃性和不稳定性。     

新标准IEEE 802.11ac技术深入解析

IEEE 802标准组织制定新标准IEEE 802.11ac无线技术,包括提高现有无线局域网(WLAN)数据吞吐量的标准结构,使无线网络可以提供有线网络的性能。就这一新标准进行了深入分析,比较802.11系列标准技术,展现802.11ac标准的卓越特性,提出研发802.11ac产品面临的挑战,并对其带来应用新格局领域进行了展望。     

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。     

基于IEEE802.11的速率自适应算法研究

目前IEEE802.11设备提供了多个不同的传输速率,对动态变化的无线信道选择不同的传输速率可以使系统性能最大化.目前已经有许多速率自适应算法被提出, 但是没有一种算法适用于所有环境下的动态变化无线信道,而不同工作环境下需要选择不同种类的速率自适应算法.概述了不同种类的速率自适应算法,剖析了每种算法影响其性能提高的因素,并对不同种类的算法进行了对比,最后提出了现有速率自适应算法所存在的问题.此外,用NS-2(Network Simulator version 2)仿真软件验证了RTS/CTS(Request-to-Send/Clear-to-Send)信号的作用,它的启用会降低系统频带利用率,但同时也能有效地消除由多个移动终端共用一个AP(access point)引起的碰撞.     

车载自组网的物理层研究

车载自组网能有效提高道路交通安全。物理层作为车载移动自组网的底层,是整个网络的基础,需要满足高速移动时提供实时可靠、有效的接入。基于802.11p国际标准,对采用OFDM技术的车载自组网物理层传输帧格式、通信链路中的时频同步技术、多普勒估计与校正技术、通信信道的估计、均衡技术进行研究设计。仿真结果表明,该物理层能够满足车载自组网对可靠性和有效性的要求。     

基于IEEE 802.11协议的P概率退避算法研究

针对IEEE 802.11 DCF提出一种P概率退避算法P_PBA（P-persistert backoff algorithm）。P_PBA基本思想是网络终端执行退避算法时计算出时隙利用率和概率P,在终端每次成功发送后,终端的发送竞争窗口大小以概率P回到初始值,否则以概率1－P保持竞争窗口大小不变。P_PBA解决了IEEE 802.11协议没有记录网络竞争程度问题,有效地降低碰撞概率,提高网络性能。仿真结果表明,P_PBA在保持高的吞吐量的同时维持较小的接入时延。     

IEEE 802.11 DCF延迟性能分析

通过二维马尔可夫链模型分析了IEEE802．11 DCF在饱和状态下的延迟特性,提出了二进制回退算法中平均回退窗的计算方法,并在此基础上给出了分布式协调功能（DCF）中接入延迟的理论分析方法,通过仿真验证了计算方法的有效性,为研究在无线局域网传输实时业务提供了理论依据．该计算方法还适合于IEEE802．11e EDCF在饱和状态下的延迟分析．     

高速802.16d OFDM基带系统研究与FPGA设计

通过研究OFDM（orthogonal frequency division multiplexing）系统的定时同步算法和信道估计算法,综合考虑算法性能和算法的计算量,提出适合FPGA实现的定时同步和信道估计算法,实现了基于IEEE802.16d协议的OFDM基带系统的FPGA设计。基于ISE和Modelsim软件,对所设计的系统进行综合和仿真,在XILINX公司的XC2VP30芯片上实现了接收机和发射机。发射机和接收机的各级间全部采用流水线结构,综合和仿真结果表明所设计系统节省了硬件资源,提高了数据传输速率。     

IEEE 802.lla物理层链路中的删余及交织技术研究

搭建了基于正交频分复用(OFDM)的IEEE 802.11a的物理层链路平台,并针对链路平台中编译码模块,分别对其中的删余及交织环节进行了改进.基于特比译维码原理提出了一种改进的删余方法,并在其他物理层参数固定前提下,针对不同Eb/N0进行理论分析与链路性能仿真;基于改进的卷积编码器提出了一种改进的矩阵交织器结构.仿真结果表明,提出的删余方法比IEEE 802.11a标准中的相应方法在系统误码率性能方面大约有3dB的提高;改进的矩阵交织结构在Eb/N0大于5dB时,误码率有1～2dB的改善.     

正交频分复用基带系统仿真及FPGA实现

基于IEEE802.15.3a提案及ECMA-368标准建立多频带正交频分复用超宽带基带系统,主要包括信道编解码、交织和解交织、数字调制与解调、OFDM信号的组帧与解帧、跳频和解跳频. 针对该系统提出了一种采用数字基带跳频和解跳频的多频带实现方案,并对系统的同步问题进行了相关研究. 在Matlab仿真平台上搭建系统并验证系统可行性,在此基础上使用FPGA硬件实现该系统并进行性能测试. 仿真结果表明,建立的多频带OFDM超宽带基带系统硬件平台能够很好地完成数据的发送与接收,并具有良好的传输性能,为系统中其它关键技术的研究提供了硬件实验平台.      

基于IEEE802.16e的OFDM定时同步算法及DSP实现

研究了一种基于IEEE802.16e的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)定时同步算法,结合IEEE802.16e协议定义的OFDM帧结构特点,给出了面向DSP硬件平台的OFDM系统中同步子系统实现方案,最后利用TI公司的TMS320C6416对该方案进行了实现。结果表明,提出的实现方案具有良好的性能。     

最新WLAN协议IEEE802．11g物理层性能分析

新制定的IEEE802．11g协议标准是最有发展潜力的无线局域网标准。在全面介绍了IEEE802.11g物理层的各项参数后，分析了IEEE802．11g系统性能和吞吐量性能，并给出了相应的系统性能仿真结果，其结论对今后的IEEE802．11g系统的深入研究具有重要参考作用。     

IEEE802.11aOFDM基带仿真的Visual C++实现

针对OFDM系统复杂度高、仿真速度慢、程序可移植性差等问题,参考IEEE802.11a协议,对OFDM基带处理算法进行了研究,完成了基于Visual C 6.0平台的OFDM基带系统仿真软件.对软件的可靠性、可扩充性、可移植性进行了分析,并改进了部分算法对系统进行了优化,从而减少了大量的数据处理,运行效率提高了大约70%.     

引入加权系数的OFDM同步算法研究

提出了一种改进的OFDM联合时间频率时域快速同步算法,通过引入加权系数,本算法使用一个OFDM符号长度的训练符号,就可以在时域很好的完成AWGN信道下OFDM通信系统的同步．该算法具有较高的定时同步精度和较快的同步速度．同时,对通过引入加权系数后可以灵活设计训练符号结构的算法进行研究．通过理论分析和仿真得出结论,在多径衰落信道下,加权系数的使用必须满足一定条件,才不会影响频偏估计性能．     

一种频选衰落信道上的STFC-OFDM技术

研究了一种适用于频率选择性瑞利衰落信道上结合空时频编码的正交频分复用(STFC-OFDM)技术．在现有的空时分组码的基础上。研究频率分集进一步发展设计了新的在空间、时间、频率域上三维编码的空时频码。并将其应用于OFDM系统中．理论分析和仿真实验表明，该技术能在译码复杂度较低的情况下。获得更大的分集增益。改善OFDM系统在频选衰落信道上的性能；与空时编码的正交频分复用(STC-OFDM)技术相比，STFC-OFDM有更好的分集增益和误码率性能．     

基于IEEE802.11ad的OFDM线性拟合频偏估计

提出了一种基于IEEE802.11ad的正交频分复用(OFDM)频偏估计算法,该算法将接收到的训练序列与本地保存的训练序列共轭相乘,对其相位角进行线性拟合,得到的斜率经过简单计算即得归一化频偏.通过数据消噪和分组对算法进一步改进,使得低信噪比下的估计性能得到改善.Matlab仿真表明:在高斯(加性高斯白噪声)信道和60GHz多径信道下,改进的线性拟合方法性能稳定,频偏估计精度比传统的时频域估计高1个数量级,当信噪比为0dB时,频偏估计的均方差达到10-4数量级,从而满足了OFDM系统的技术要求.     

基于空时分组编码的OFDM系统频率分集方案

增加发送或接收天线的个数可以提高无线通信系统分集增益和性能,但通过增加天线个数往往会大大增加系统的尺寸和成本,尤其是对于接收端显然是不现实的.针对空时分组编码正交频分复用(STBCOFDM:Space-Time Block Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出频率分集方案,在相同符号错误率(SER:Symbol Error Rate)条件下,利用频率分集无须增加发送天线的个数.分析了该方案成对错误概率(PEP:Pairwise Error Probability)的上限值,给出了系统的编码增益和分集增益.结果表明,该方案可同时获得频率分集和空间分集增益.仿真实验证实了该方案在10-3符号错误概率条件下,与2发1收的STBC-OFDM系统相比,信噪比增益提高3 dB,与4发1收的STBC-OFDM系统具有几乎相同的误码性能.