WLAN鏈路仿真平臺幀聚合機制及噪聲方差估計算法實現(xiàn)與仿真.pdf

1、IEEE802.11作為WLAN的主要標準，定義了PHY層和MAC層相關規(guī)定。802.11n以及最新的802.11ac協(xié)議在物理層和MAC層均采用了多種新技術或增強機制來提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，包括增強的調制編碼技術、下行多用戶輸入多輸出(MU-MIMO)、塊確認、幀聚合技術等。不同IEEE802.11協(xié)議定義了不同的PPDU幀格式，包括802.11a對應的Non-HT幀格式、802.11n對應的HT-mixed幀格式和HT-GF幀格式，以

2、及802.11ac所對應的VHT幀格式。不同幀類型的數(shù)據(jù)字段和前導字段的構成和產生方式有所不同。
　　本文的工作背景是基于某公司的一個研發(fā)項目，該項目以MATLAB為主要開發(fā)工具，要求設計一個能支持WLAN相關技術和特性的鏈路級仿真平臺，能實現(xiàn)對IEEE802.11系列標準(a/b/g/n/ac)中關鍵物理層技術以及MAC層部分主要機制性能仿真和驗證。本文的主要工作是從以下幾個方面開展:首先，對IEEE802.11a/n/ac這三

3、種協(xié)議中構成PPDU幀的前導字段和數(shù)據(jù)字段進行了研究，并對它們分別進行了編程實現(xiàn)。其次，本文完成了802.11n協(xié)議中提出的A-MSDU與A-MPDU這兩種幀聚合機制的編程。搭建了包括MAC層和物理層主要模塊的WLAN仿真鏈路，對兩種幀聚合機制的性能進行了仿真，比較這兩種幀聚合機制在不同幀聚合長度以及不同子幀個數(shù)情況下的系統(tǒng)吞吐量性能，并與不采用幀聚合機制情況下的系統(tǒng)吞吐量進行了比較和分析。最后，本論文還對目前較為經典的四種噪聲方差估計

4、算法進行了討論，包括基于二階四階距(M2M4)的估計算法，基于Boumard的估計算法，基于最大似然(ML)的估計算法和基于最小均方誤差(MMSE)的估計算法。并對基于MMSE和ML這兩種噪聲方差估計算法進行了仿真與性能分析。
　　本文的組織結構一共分為4章。第1章介紹了本文的工作背景、標準的發(fā)展、研究現(xiàn)狀、論文基本結構和主要工作。第2章闡述了IEEE802.11a/n/ac這三種協(xié)議對應的PPDU幀的幀格式，包括前導字段和數(shù)據(jù)字

5、段。對IEEE802.11n協(xié)議在MAC層提出的兩種幀聚合機制進行了描述。第3章使用Matlab語言分別編程實現(xiàn)了構成數(shù)據(jù)幀的前導字段和數(shù)據(jù)字段，同時討論了IEEE802.11n提出的兩種幀聚合機制的編程思路，仿真了不同聚合幀大小以及不同子幀個數(shù)情況下的系統(tǒng)吞吐量。第4章介紹了四種經典的噪聲方差估計方法，對這四種方法進行了分析，使用Matlab仿真實現(xiàn)了在不同調制階數(shù)情況下最小均方誤差估計方法和最大似然估計方法的性能。最后，總結全文，并