WLAN鏈路仿真平臺幀聚合機(jī)制及噪聲方差估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)與仿真.pdf

1、IEEE802.11作為WLAN的主要標(biāo)準(zhǔn)，定義了PHY層和MAC層相關(guān)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(shù)或增強(qiáng)機(jī)制來提高數(shù)據(jù)的傳輸速率，包括增強(qiáng)的調(diào)制編碼技術(shù)、下行多用戶輸入多輸出(MU-MIMO)、塊確認(rèn)、幀聚合技術(shù)等。不同IEEE802.11協(xié)議定義了不同的PPDU幀格式，包括802.11a對應(yīng)的Non-HT幀格式、802.11n對應(yīng)的HT-mixed幀格式和HT-GF幀格式，以

2、及802.11ac所對應(yīng)的VHT幀格式。不同幀類型的數(shù)據(jù)字段和前導(dǎo)字段的構(gòu)成和產(chǎn)生方式有所不同。
　　本文的工作背景是基于某公司的一個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，該項(xiàng)目以MATLAB為主要開發(fā)工具，要求設(shè)計(jì)一個(gè)能支持WLAN相關(guān)技術(shù)和特性的鏈路級仿真平臺，能實(shí)現(xiàn)對IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)(a/b/g/n/ac)中關(guān)鍵物理層技術(shù)以及MAC層部分主要機(jī)制性能仿真和驗(yàn)證。本文的主要工作是從以下幾個(gè)方面開展:首先，對IEEE802.11a/n/ac這三

3、種協(xié)議中構(gòu)成PPDU幀的前導(dǎo)字段和數(shù)據(jù)字段進(jìn)行了研究，并對它們分別進(jìn)行了編程實(shí)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(jī)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(jī)制的性能進(jìn)行了仿真，比較這兩種幀聚合機(jī)制在不同幀聚合長度以及不同子幀個(gè)數(shù)情況下的系統(tǒng)吞吐量性能，并與不采用幀聚合機(jī)制情況下的系統(tǒng)吞吐量進(jìn)行了比較和分析。最后，本論文還對目前較為經(jīng)典的四種噪聲方差估計(jì)

4、算法進(jìn)行了討論，包括基于二階四階距(M2M4)的估計(jì)算法，基于Boumard的估計(jì)算法，基于最大似然(ML)的估計(jì)算法和基于最小均方誤差(MMSE)的估計(jì)算法。并對基于MMSE和ML這兩種噪聲方差估計(jì)算法進(jìn)行了仿真與性能分析。
　　本文的組織結(jié)構(gòu)一共分為4章。第1章介紹了本文的工作背景、標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展、研究現(xiàn)狀、論文基本結(jié)構(gòu)和主要工作。第2章闡述了IEEE802.11a/n/ac這三種協(xié)議對應(yīng)的PPDU幀的幀格式，包括前導(dǎo)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(jī)制進(jìn)行了描述。第3章使用Matlab語言分別編程實(shí)現(xiàn)了構(gòu)成數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)字段和數(shù)據(jù)字段，同時(shí)討論了IEEE802.11n提出的兩種幀聚合機(jī)制的編程思路，仿真了不同聚合幀大小以及不同子幀個(gè)數(shù)情況下的系統(tǒng)吞吐量。第4章介紹了四種經(jīng)典的噪聲方差估計(jì)方法，對這四種方法進(jìn)行了分析，使用Matlab仿真實(shí)現(xiàn)了在不同調(diào)制階數(shù)情況下最小均方誤差估計(jì)方法和最大似然估計(jì)方法的性能。最后，總結(jié)全文，并