行业专用WMN物理层的设计与实现

发布时间：2020-09-29 22:01

　　无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks,WMN),作为一种新型的无线接入网络,因其部署方便快捷、成本低、覆盖范围广、可扩展性强等优点,成为近年来在工农业生产、应急指挥调度和军事等领域的研究和应用热点。而无线Mesh网络物理层,作为网络的系统实现基础,其设计质量的好坏直接影响到了整个网络系统的性能。论文对WMN物理层所使用的一些关键技术,比如正交频分复用技术,信道编解码技术,同步技术等进行了综合概述。重点介绍了LTE(Long Term Evolution,长期演进)和IEEE802.16的物理层关键技术。其中,IEEE802.16中主要是针对其协议提供的Mesh帧结构的部分进行了深入的研究与分析。LTE部分主要对其OFDM符号的设计、随机化、信道编解码(咬尾卷积码和Turbo码)、交织、星座映射、同步等进行了深入的研究与分析。从实际应用出发,基于以上物理层关键技术,结合LTE协议和IEEE802.16协议物理层所提出的实现方法,给出了WMN物理层的设计方案,主要设计内容包括帧结构(控制子帧与数据子帧)、OFDM符号、导频、信道编解码、交织器、调制解调、同步以及信道估计等。对所设计的WMN物理层方案,在同步和信道估计两个环节进行了仿真,分别给出了PSS同步算法与前导同步算法的同步偏差均方根误差(RMSE)在不同信道模型下随着信噪比的变化仿真结果,以及信道估计中Spline与线性两种不同插值方法在不同信道下得出的估计值与真实值的均方误差(MSE)随着信噪比的变化情况,验证了所设计方案的可行性。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

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东南大学硕士学位论文线网络的发展方向很有可能是我们现在所研究的无线网状网。由于 ad hoc 网络以及 WLAN 等网络的诸多局限性，人们研究出一种新的网络技术，就是无线 Mesh 网络[8]。相较于 ad hoc 与 WLAN 网络，易于架设、与生俱来的容错能和非常高的带宽是无线网状网的最大差别与优势所在。在传统的蜂窝网络中，基站BS）如果出现了问题就会引起其所覆盖范围所有通信的中断，相反，无线网状网就不出现这种情况，这种网络有非常高的网络容错能力，就算是多个节点坏掉失去工作能，网络仍然能够进行通信。无线网状网的各个节点都有路由和转发的功能，它是一种跳网路，因为每一个节点只能跟邻近的各个节点相互通信，不仅如此，相较于传统的线网络 WMN 要达到一样的网络覆盖范围只要更低的发射功率。更确切的说，无线网网是全部或者是部分具有网状拓扑结构，但是实际使用的无线网状网网络中也有静态

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东南大学硕士学位论文点交换数据然后才能与其他节点进行通信。与传统的网络不通的是 Mesh 网络节点通信前不需要经过中心节点这一环节，这是因为这种网络采用的是多点到扑结构，并且，每一个节点都兼具路由转发功能，通信可以在橡林街店之间以式进行，这种多点到多点的拓扑结构如图 2-1（b）所示[9]。MN 相较于 ad hoc 网络，在拓扑结构这一点上是相似的，即多点到多点的拓同点是 ad hoc 中的节点移动性较强，拓扑结构的变化也较大，其目的是用户通信。而在无线 Mesh 网中，节点基本保持静止，拓扑结构不会怎么变化，其用户接入网络。因此，在当作接入节点的时候，也可以认为 WMN 是一种比较LAN 网络。由以上分析可得，无线 Mesh 网络吸收了 ad hoc 和 WLAN 的诸多优最后一公里”一种全新的接入方案，其被普遍认为是未来通信的发展的主要方

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第二章无线 Mesh 网物理层综述始就是平面结构，而骨干 Mesh 结构就是多级结构。（1）骨干 Mesh 结构由Mesh 路由器构成一个骨干网，这个骨干网利用 Mesh 路由器的网关功能和 Interne连接，并具有自配置与自愈合的功能，该骨干网还可以为客户提供接入服务。已经存在的无线网络和普通客户端能够通过 Mesh 路由器的中继与网管功能接入到无线 Mesh 网络，如图 2-2 所示。骨干 Mesh 网络是最为经常被用到的网络架构，其比较适用于高稳定性高带宽的场景，具有比较优良的传输质量。

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