基于高速跳频技术的宽带WPAN若干关键技术研究

论文题目: 基于高速跳频技术的宽带WPAN若干关键技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 邱晓华

导师: 沈连丰

关键词: 宽带,无线个域网,蓝牙,跳频扩频,多路并行传输,多链路调度,流量控制,伴随式,错误图样,交织

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 个人通信的宽带化是当前无线通信网络研究的重大课题之一,如何充分利用有限的频率资源来提供宽带高速应用具有重要的意义。本学位论文针对这种需求,深入研究了基于高速跳频技术的宽带WPAN若干关键技术,主要内容包括高速跳频-码分多址(FH-CDMA)、多链路并行传输、提高纠错能力的信道编码方法等。本论文主要围绕提高基于高速跳频技术的WPAN的带宽问题展开,提出一个多路并行传输高速跳频通信系统,依靠多链路并行传输技术来提高传输速率,从而提高系统带宽。多链路并行技术要求多个相同的系统共存,必须考虑抗干扰问题,从而提高系统容量,论文以BCH码为例提出一种全新的简单的查表译码算法,以扩展某些BCH码的纠错能力。这样再采用交织技术,从而可以提高整个系统的抗干扰能力。论文首先以Bluetooth跳频算法为基础,系统地讨论了它的跳频特性并进行了仿真,在此基础上对Bluetooth系统的自干扰性能进行了重点分析,推导出在满足特定QoS情况下同时工作的Piconet数目的解析式。这些推导和仿真工作为本论文提出的多链路并行传输方案奠定了理论基础。在前面理论推导的基础上,论文提出了一个多路并行传输高速跳频通信系统的方案,并以Bluetooth技术为例加以实现。给出了该方案的设计思想、系统模型、设备框图和具体实施,重点分析了它的优点和创新之处。文中以文件传输为例,论证了并行传输的路数与系统传输速率和吞吐量间的关系,证明了该方案能够合理解决宽带高速应用与大容量间的矛盾,有效提高频谱利用率。接着,对所提出的多路并行传输技术中涉及到的并行多链路的调度算法和流量控制算法进行了讨论。在总结现有各种算法的基础上,分析了本文实验系统采用的算法及其性能,并对多路并行传输技术在WPAN环境下的应用进行了阐述。最后,为了提高多路并行传输高速跳频通信系统的抗干扰能力,论文还对差错控制编码领域做了一些研究,主要围绕提高BCH码的纠错能力展开,提出一种全新的简单的BCH码的译码算法——查表法译码。首先搜索出BCH(n,k,t)码能够纠正的码重为t+1的错误图样,再将这些错误图样与码重小于t+1的错误图样放在一起,根据它们对应的伴随式大小进行排序并存储于硬件设备中,从而进行查表法译码。仿真表明:对于某些BCH码,采用这种译码方法,在相同的码长和信息比特数的条件下,能够比一般的BCH译码方法多纠正1比特错误,而且译码电路相对简单,译码速度快。这种提高纠错能力的译码方法对所有的二进制线性循环码都是适用的。采用BCH码的新译码算法后,再进行交织技术,就可以一定程度上提高宽带WPAN系统的抗干扰能力,从而也可以提高系统容量。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 移动通信的发展

1.2 小区域无线通信

1.2.1 无线个域网WPAN

1.2.1.1 IEEE 802.15 工作组与WPAN

1.2.1.2 超宽带技术UWB

1.2.1.3 HiperLAN/2

1.2.1.4 Zigbee

1.2.1.5 红外技术IrDA

1.2.1.6 HomeRF

1.2.2 无线传感器网络WSN

1.2.3 无线局域网WLAN

1.3 论文的研究背景

1.4 论文的主要研究内容和章节安排

第二章 无线信道特性及有效可靠通信有关技术

2.1 引言

2.2 无线通信信道概述

2.2.1 无线信道衰落类型

2.3 多径衰落信道的物理特性

2.4 扩展频谱技术

2.4.1 扩频技术概述

2.4.2 直接序列扩频系统

2.5 多载波调制技术与OFDM

2.6 差错控制编码技术

2.7 小结

第三章 Bluetooth 跳频系统仿真及自干扰特性分析

3.1 引言

3.2 跳频扩频工作原理

3.3 WPAN 自干扰系统模型与Bluetooth 跳频算法及实现

3.4 Bluetooth 跳频算法仿真

3.5 Bluetooth 跳频自干扰特性及QoS 分析

3.6 小结

第四章 多路并行传输高速跳频通信系统

4.1 引言

4.1.1 多路并行传输高速跳频通信系统的提出

4.1.2 Bluetooth 技术

4.1.3 Bluetooth 协议体系

4.2 多路并行传输高速跳频通信系统的总体设计

4.2.1 系统设计方案选择

4.2.2 系统原理及框图说明

4.2.3 设计系统的优点

4.3 设计系统的具体实施

4.3.1 硬件实施

4.3.2 软件实施

4.4 所实现系统的性能分析

4.5 小结

第五章 多路并行传输技术有关算法的研究及应用

5.1 并行多链路的调度方法的研究

5.2 流量控制算法的研究

5.3 多链路并行传输方案在WPAN 中的应用

5.4 小结

第六章 提高BCH 码纠错能力方法的研究

6.1 引言

6.2 BCH 码及其传统编译码方法

6.2.1 BCH 码的编码

6.2.2 BCH 码的传统译码方法

6.3 提高BCH 码纠错能力的译码新方法

6.3.1 新译码方法的理论依据

6.3.2 多纠1 比特错误的BCH 码的译码新算法描述

6.3.3 BCH 码译码新算法仿真与实现

6.3.4 BCH 码译码新算法的优点

6.4 小结

第七章 全文总结及展望

7.1 论文的研究成果

7.2 进一步的研究内容

致谢

参考文献

作者攻读博士学位期间的主要成果

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].WPAN应用环境下的抗干扰特性及路由优化的研究[D]. 谷金山.东南大学2005
• [2].蓝牙个域网改型及芯片化实现技术研究[D]. 张超.西安电子科技大学2011
• [3].物联网轻量级IP寻址技术研究[D]. 骆冰清.南京邮电大学2016

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