OFDMA频偏与信道估计技术研究及其在IEEE 802.11ax系统下的应用

发布时间：2017-05-18 22:06

  本文关键词：OFDMA频偏与信道估计技术研究及其在IEEE 802.11ax系统下的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们对无线局域网需求的不断提高,WLAN相关标准也一直没有停止研究。从最初的802.11a,802.11b和802.11g标准,以及使用最广的802.11n,到最近的工作在5GHz频段的WLAN标准802.1 1ac,数据的传输速率一直都在提高,WLAN的整体可靠性也在不断提高。在802.11ac刚刚起步的同时,Wi-Fi联盟和IEEE就联合宣布了对于其继任标准802.1 1ax的研究。802.11ax不再像以往的WLAN标准,将提升数据最大吞吐量作为最重要的目标,下一代WLAN标准802.11 ax的研究重点是以提高无线网络的整体工作效率,提高实际用户体验感为核心目标,将OFDMA技术作为新的关键技术。本文围绕下一代WLAN IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户系统,对信道估计,均衡以及基于数据导频的频偏估计技术进行了研究。首先,对于下一代WLAN标准IEEE 802.11ax的帧结构做了介绍,对OFDM系统的基本原理以及IEEE 802.11ax的关键技术OFDMA系统的基本原理进行了描述。结合IEEE 802.11ax的需求,对OFDMA的关键技术点进行了简要分析。然后,介绍了IEEE 802.11ax标准下的导频图案,对802.11 ax上行OFDMA多用户场景下数据子载波的信道估计算法进行了研究,介绍了经典的LS信道估计,LMMSE信道估计,SVD-MMSE信道估计等算法。接下来对于数据子载波部分的信道插值方法进行了研究,经仿真验证表明,在IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户仿真场景下,LS信道估计算法的性能比其他算法的性能都要差,这是因为LMMSE信道估计算法和SVD-LMMSE算法将噪声影响考虑了进去。对于信道插值算法,在性能和复杂度上DFT算法是最优的,所以DFT插值算法在实际中应用最多。而且仿真结果也表明,对于IEEE802.11ax上行多用户来说,分得资源块数量越多的用户的性能会越好。接着,结合IEEE 802.11ax的导频放置与高效的频偏估计算法,在IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户场景下进行了仿真验证,采用优越的频偏估计算法,较少的导频开销,可以使得接收端存储开销小,频偏估计性能优异。最后介绍了常用的两种线性均衡算法,仿真结果说明,对于上行OFDMA多用户系统来说,MMSE均衡算法的BER和PER性能与迫零ZF均衡算法相比,不管是对哪个用户来说,都是比较优异的。
【关键词】：IEEE 802.11ax OFDMA 信道估计 频偏估计 均衡算法
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925.93
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 论文的主要工作及内容安排14-16
• 第2章 下一代WLAN 802.11ax物理层关键技术16-30
• 2.1 IEEE 802.11协议族概述16-18
• 2.2 IEEE 802.11ax物理层关键技术18-29
• 2.2.1 物理层标准帧结构18-24
• 2.2.2 OFDM系统的基本原理24-26
• 2.2.3 OFDMA系统的基本原理26-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 IEEE WLAN 802.11ax上行OFDMA信道估计30-51
• 3.1 无线信道特性30-31
• 3.1.1 无线信道传输衰落特性30-31
• 3.1.2 无线信道衰落模型31
• 3.2 IEEE 802.11ax仿真平台搭建31-35
• 3.3 Wi-Fi信道估计导频图案35-36
• 3.4 导频位置的信道估计算法研究36-40
• 3.4.1 LS信道估计算法37
• 3.4.2 LMMSE信道估计算法37-39
• 3.4.3 SVD-MMSE信道估计算法39-40
• 3.5 数据子载波信道估计插值算法研究40-50
• 3.5.1 线性插值算法41
• 3.5.2 高斯插值算法41-43
• 3.5.3 DFT插值算法43-45
• 3.5.4 维纳滤波插值算法45-46
• 3.5.5 IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户信道估计性能46-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 802.11ax上行OFDMA频偏估计及均衡51-67
• 4.1 IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户频偏估计技术51-60
• 4.1.1 基于差分相位的增强频偏估计方法51-55
• 4.1.2 IEEE 802.11ax上行OFDMA基于数据符号的频偏估计技术55-57
• 4.1.3 仿真性能57-60
• 4.2 IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户信道均衡技术60-66
• 4.2.1 信道均衡原理61-62
• 4.2.2 迫零(ZF)均衡算法62-63
• 4.2.3 最小均方误差(MMSE)均衡算法63-64
• 4.2.4 IEEE 802.11ax上行OFDMA多用户均衡仿真性能64-66
• 4.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 本文工作总结67
• 未来工作展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目75

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