超宽带极高速毫米波WLAN标准中的新型交织方案研究

发布时间：2017-10-11 09:00

  本文关键词：超宽带极高速毫米波WLAN标准中的新型交织方案研究

  更多相关文章： IEEE 802.11aj(45GHz) OFDM SC MIMO 新型交织方案

【摘要】：随着互联网行业的迅猛发展和移动互联网时代的来临,人们对移动终端设备和移动数据业务的需求呈现指数增长。无线局域网(WLAN)作为无线通信网络的重要分支将在未来移动数据业务分流上扮演着至关重要的作用。然而,目前位于2.4GHz和5.9GHz频段的IEEE 802.11n/ac并不能完全满足市场需求,因此,在东南大学毫米波国家重点实验室和中兴通讯等单位的力推下,适用于中国大陆、运行于毫米波段、可提供高于10Gbps吞吐率的IEEE 802.11aj (45GHz)协议应运而生。IEEE 802.11aj (45GHz)将支持多输入多输出(MIMO)技术,并同时支持单载波(SC)和正交频分复用(OFDM)两种传输模式,为发射端的关键技术研究带来了新的课题。交织技术是发射端的一项关键技术,是解决信道衰落造成的突发错误问题的根本方法。因而,本文重点研究了SC系统和OFDM系统的新型交织方案。首先,研究了IEEE 802.11aj (45GHz)系统的信道环境以及信道建模方法,探讨了物理层帧结构,并重点分析了SC系统和OFDM系统的发射机流程和关键技术,主要包括调制编码、流解析、空时编码(STBC)和空间扩展(SE)等技术,为后续研究奠定了基础。其次,研究了基于统计的传统交织改进方案。在深入研究传统符号交织方案的基础上,提出了一种最优交织参数选取算法,为协议选取了最优交织参数。然后在此基础上提出了三种依据动态参数实现的动态交织方案,包括基于空间流数的动态交织方案、基于调制编码方案(MCS)的动态交织方案和基于三维信息的动态交织方案。仿真结果表明三种动态交织方案在支持多空间流和高阶调制的系统中具有较好的性能表现。再次,研究了基于空时旋转的三维比特交织方案。通过深入分析SC系统的交织需求和传统比特交织方案的缺点,提出了一种可以替代传统交织方案中流解析、交织和循环移位分集(CSD)三个模块的基于空时旋转的三维比特交织方案。交织效果分析和仿真结果表明基于空时旋转的三维比特交织方案可以完全实现空时维的比特离散且性能优于传统交织方案。最后,研究了基于信道信息的自适应交织方案。针对传统交织方案不适用于变化信道的问题,提出了一种只需要反馈子载波信道质量信息(CQI)的自适应交织方案,即基于CQI的自适应交织方案。同时,在反馈完全信道状态信息(CSI)的基础上,结合接收端均衡技术提出了一种适用于MIMO-OFDM系统且能够兼容传输波束成形技术的自适应交织方案,即基于CSI的自适应交织方案。仿真结果表明所提的两种自适应交织方案都优于传统符号交织方案,其中基于CSI的自适应交织方案具有更好的性能表现。
【关键词】：IEEE 802.11aj(45GHz) OFDM SC MIMO 新型交织方案
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 缩略语与数学符号12-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 课题背景14-16
• 1.1.1 无线局域网的发展历程14-15
• 1.1.2 毫米波通信研究现状15
• 1.1.3 IEEE 802.11aj(45GHz)的研究现状15-16
• 1.2 IEEE 802.11aj(45GHz)的关键技术16-17
• 1.2.1 MIMO技术16-17
• 1.2.2 SC和OFDM技术17
• 1.3 交织技术17-18
• 1.4 本文内容安排18-20
• 第2章 IEEE 802.11aj(45GHz)的信道环境及物理层技术概述20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 IEEE 802.11aj(45GHz)的信道环境20-25
• 2.2.1 脉冲响应20-23
• 2.2.2 天线相关阵23-24
• 2.2.3 路径损耗24-25
• 2.3 IEEE 802.11aj(45GHz)的帧结构25-27
• 2.4 IEEE 802.11aj(45GHz)的SC PHY发射机流程27-33
• 2.4.1 LDPC编码29-30
• 2.4.2 流解析30-31
• 2.4.3 调制31-32
• 2.4.4 STBC32
• 2.4.5 CSD和SE32-33
• 2.5 IEEE 802.11aj(45GHz)的OFDM PHY发射机流程33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 基于统计的传统交织改进方案36-54
• 3.1 引言36
• 3.2 基于统计的交织参数优化算法36-43
• 3.2.1 块交织及交织深度36-37
• 3.2.2 最优交织参数选取算法37-39
• 3.2.3 仿真结果与分析39-43
• 3.3 基于信令指示的动态交织方案43-53
• 3.3.1 基于空间流数的动态交织方案43-45
• 3.3.2 基于MCS的动态交织方案45-46
• 3.3.3 基于三维信息的动态交织方案46-48
• 3.3.4 仿真结果与分析48-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 基于空时旋转的三维比特交织方案54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 交织需求分析54-57
• 4.3 交织方案描述57-65
• 4.3.1 交织算法流程57-62
• 4.3.2 解交织算法流程62-63
• 4.3.3 交织效果分析63-65
• 4.4 仿真结果与分析65-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第5章 基于信道信息的自适应交织方案70-86
• 5.1 引言70
• 5.2 基于信道质量信息的自适应交织方案70-76
• 5.2.1 交织方案实现步骤70-72
• 5.2.2 交织规则运算72-75
• 5.2.3 交织效果分析75-76
• 5.2.4 交织方案优化76
• 5.3 基于信道状态信息的自适应交织方案76-81
• 5.3.1 交织方案实现步骤76-78
• 5.3.2 交织规则运算78-80
• 5.3.3 交织效果分析80-81
• 5.4 仿真结果与分析81-85
• 5.5 本章小结85-86
• 第6章 总结和展望86-88
• 6.1 全文总结86-87
• 6.2 下一步研究和展望87-88
• 参考文献88-92
• 硕士期间科研成果92-94
• 致谢94

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本文编号：1011617