罗亚男[1]2008年在《基于IEEE802.11a的OFDM系统的研究》文中认为新一代的无线通信网将是基于统一的IPV6包交换方式,向用户提供峰值传输速率超过100Mbits/s,并能支持用户在各种无线通信网络中无缝漫游的全新网络。正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术因其高频谱利用率、易于硬件实现、对抗频率选择性衰落和窄带干扰的能力突出等优点,已经被普遍认为是新一代无线网络如WIMAX、3GPP长期演进计划(LTE)以及3GPP2超移动宽带(UMB)的主要的空中接口技术,从而成为新一代移动通信技术的研究热点。从1997年IEEE802.11标准制定至今,IEEE802.11已成为无线局域网的主流标准。其先后推出的IEEE802.11a和IEEE802.11g其物理层标准都采用OFDM技术,数据传输速率可达54Mbps。MIMO技术、软件无线电、智能天线等新一代无线通信技术也将加入下一代高速无线局域网,以提供更高的传输速率和更远的传输距离。本文简单介绍了OFDM技术的基本原理与系统架构以及IEEE802.11a的物理层标准,重点讨论了如何根据IEEE802.11a物理层标准,设计OFDM发射机,详细介绍了发射机各个主要模块的工作原理和实现方法;在接收机的设计中,首先简单分析了OFDM系统中同步误差产生的原因以及对系统性能的影响,然后针对基于IEEE802.11a标准的无线局域网采用突发通信方式的特点,设计了合适的同步方案,根据发送信号导频结构的特点,以及标准中对接收同步设计的指导,在时域利用训练符号完成了分组同步、频率同步、符号同步,在频域利用导频完成了载波相位跟踪、利用训练符号实现了信道估计与均衡。整个同步方案结构简单、计算量少并且能够满足突发通信的同步要求。本文利用MATLAB语言实现了基于IEEE802.11a的OFDM基带收发通信系统的浮点仿真,完成了基于IEEE802.11a的30M数字中频OFDM收发通信系统的仿真,并基于仿真平台讨论了符号成型、IEEE802.11a导频的频域特性、信号的功率互补累积分布函数(CCDF,Power Complementary Cumulative Distribution Function)曲线等问题;本文结合MATLAB的定点仿真,选择ALTERA公司的StratixⅡEP2S180作为FPGA硬件平台,使用Verilog语言对FPGA芯片硬件编程,完成了30M数字中频OFDM发射机的硬件实现以及相应的时域和频域测试。
魏煜欣[2]2008年在《矿山井下人员定位系统中无线通信技术研究与开发》文中提出目前国内煤矿井下生产环境复杂、恶劣,且缺乏可靠的井下人员定位技术,因此事故隐患极大。由于我国救援设备比较落后,搜救技术发展比较缓慢,煤矿井上和井下通信不畅,在一定程度上影响了矿难发生时救援任务的指挥决策。近年来,射频通信及其各种先进技术不断发展成熟,为井下人员定位技术的发展提供了强有力的技术支持。本文针对目前矿井井下通信系统功能不完善的现状,在大量收集国内外射频识别技术应用资料的基础上,将射频识别技术结合现代通信技术应用在矿井监控与定位中,设计了一种基于无线通信技术的井下人员定位及安全监控系统。通过该系统可以实现在正常生产时对矿工的定位考勤,并在矿难发生时,为救援任务指明救援范围,为保证矿下安全生产、提高管理效率提供了有效的手段。论文首先分析了目前我国矿井生产中的安全管理现状,研究了井下无线信道特性和井下无线定位技术,对于在井下应用无线定位技术的可行性进行了分析和论证。其次根据矿井特殊的生产环境结合射频识别技术原理确定了本设计的总体方案;紧接着介绍了基于nRF9E5的井下无线通信系统终端的硬件设计。然后重点论述了无线通信标准IEEE802.11及其退避机制,给出了基于IEEE802.11机制的系统终端基站与射频卡的软件设计,考虑到“隐藏站点”现象,引入了RTS/CTS机制,并分析了系统的防碰撞能力;最后介绍了系统的调试及性能测试情况,并给出了吞吐量计算公式。实验室测试结果表明,该系统控制简单、使用方便、工作稳定性很高,能够适应井下点对多点的无线通信需求。而且系统可扩展性强,使用灵活,功能扩充方便,其中的井下无线通信技术稍加改造亦可在井下车辆交通管理等其他系统中采用,有较好的推广应用前景。
郭小华[3]2007年在《基于无线传感器网络的无线网络控制系统研究》文中研究指明利用无线通讯网络实现地域上分布的、可移动的现场传感器、控制器及执行器之间的信息相互交换，以达到被控对象的实时反馈控制，这样的一类被称为“无线网络控制系统”的新型控制系统近年来得到了广泛的关注。与传统的点对点控制系统或有线网络控制系统相比，基于控制技术、网络技术、射频通讯技术和计算机技术实现的无线网络控制系统具有可实现资源共享、高的诊断能力、高度移动性、减少系统布线、增加系统的柔性和鲁棒性、安装维护方便等诸多优点，在众多领域得到广泛应用，成为控制领域的研究热点之一。然而，无线网络中的随机延时、丢包、低通讯带宽、通讯约束等问题也使无线网络控制系统的分析和设计变得异常复杂。本文针对一类在无线传感器网络基础上实现的无线网络控制系统，结合现代控制理论和射频通讯理论，以实验手段对该类无线网络控制系统进行了研究，设计了一种基于IEEE 802.15.4／Zigbee通讯协议的、可用于无线网络控制系统和无线传感器网络研究的实验平台，着眼于提高闭环控制系统的稳定性、减少网络延时对闭环控制系统性能的影响，从控制和网络两个角度提出了新的延时补偿算法。
裴丽群[4]2008年在《基于ZigBee的无线照明系统的研究与设计》文中指出IEEE802.15.4标准主要规定了一种短距离、低功耗、低速率、高可靠性的无线芯片标准。遵循此标准的无线网络技术则由国际ZigBee联盟所定义。ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的,有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。它不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。ZigBee联盟是一个高速增长的非牟利业界组织,成员包括国际着名半导体生产商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者。成员正积极制定基于IEEE802.15.4、可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。ZigBee技术的目标就是针对工业,家庭自动化,遥测遥控,汽车自动化、农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等应用领域。另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位。Zigbee技术和RFID技术在2004年就被列为当今世界发展最快,市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。本文将在首先介绍了IEE802.15.4和ZigBee的基本技术规范以及通信协议标准之后,对于ZigBee联盟制定的标准灯光控制规范做了进一步的说明,并且最后侧重于无线照明系统的软硬件研究与设计。本次设计采用Jennic的JN5121高功率模块,特别是在树形网络的组建上做了非常详细的设计参考。
潘轶岑[5]2008年在《基于IEEE 802.16 Mesh网络的跨层设计》文中认为无线Mesh网络作为一种新型的宽带无线接入系统,是由无线路由器和终端设备组成的多跳无线网络,具有高容量、高速率的特性,可以作为最后一公里问题的网络解决方案之一。IEEE 802.16协议将无线Mesh网络作为其可选组网模式,可以节省部署和升级基础设备的成本,而且建设周期短,提供业务快。802.16 Mesh网络支持多种调度机制,但是集中式调度机制存在着网络的可扩展性的问题,而分布式调度机制存在服务质量(QoS)保障方面的问题。本文通过对无线Mesh网络定义、结构、特点、优势、应用、关键技术以及研究方向的调研,以802.16 Mesh网络作为重点,研究了多跳情况下网络的节点选择以及QoS保障的相关机制,提出了基于跨层设计思想的优化方案,向802.16 Mesh网络中的业务流提供可靠的QoS保障。本文所提设计方案,通过在Mesh BS和Mesh SS中添加跨层控制模块,提供物理层和MAC层之间的信息交互与控制。为业务流提供基于端到端时延限制保证和基于避免干扰提高系统吞吐量的节点选择机制。当新的Mesh SS进入网络,方案采用基于优先级的接入机制建立起网络拓扑,并在此基础上实施基于各节点的路径选择算法。在提供QoS的同时,增强了网络的可扩展性。在分析中,我们以实时业务的QoS为重点,对提出的跨层设计方案进行了理论分析和相应的仿真。结果表明,本文所提方案在实时业务的时延、网络的吞吐量以及丢包率上都有很好的提高。
李丰[6]2007年在《基于OPNET的无线局域网MAC层协议的仿真设计与研究》文中进行了进一步梳理无线局域网是由一组移动节点在局部区域内通过无线介质连接而建立的无线网络。随着无线技术和Internet的发展,无线局域网的应用也逐渐发展起来。由于无线信道大多采用共享介质接入技术,因此需要解决有限的信道在多用户间进行分配的问题,而MAC(Medium Access Control)层协议正是用来解决如何公平、有效地分配共享信道资源的技术。所以选择适当的MAC子层规范,根据网络业务特征有效地配置信道资源,提高系统的吞吐量和服务质量,是现今无线网络中研究的重要课题。无线局域网最为广泛的标准是IEEE802.11,而IEEE802.11的MAC层访问机制中最重要的是分布式协调功能DCF (Distributed Coordination Function)。本文设计了对基本方式DCF以及可选方式RTS/CTS(Require to Send/Clear to Send)的仿真,实现了MAC层协议EDCF(Enhanced DCF)方式支持QoS(Quality of Service)的功能,在原协议的二进制指数退避算法的基础上提出了自拟参数算法,目的是改进协议的吞吐量、时延等网络性能指标。OPNET仿真平台是当前业界领先的网络技术开发环境,本文使用OPNET Modeler10.0开发环境对802.11MAC协议进行模拟仿真。文中通过对基本方式DCF以及可选方式RTS/CTS的理论分析,在OPNET平台中对这两种方式进行了仿真;研究基于QoS的EDCF方式原理,在OPNET平台中实现了对业务优先级的区分;根据原有协议的二进制指数退避算法,提出了自拟参数算法,并尝试在OPNET平台中模拟此算法,通过对自拟参数算法的分析,得出高负载网络情况下WLAN应采取的避免碰撞,增加吞吐量的方法,为今后退避算法的改进也指出了一定的方向。
沈磊[7]2017年在《基于IEEE802.11硬件的TDMA协议设计与实现》文中研究表明伴随着物联网、"互联网+"的蓬勃发展,一批新兴产业由此运应而生。在极大地改变了我们生活的同时,也对原有的技术提出了挑战,网络通信技术首当其冲。物联网应用场景广泛使用近距离无线通信技术,此类技术的链路层多基于IEEE802.11和IEEE802.15.4协议。Wi-Fi设备是一种典型的基于IEEE802.11协议的典型产品,具有传输速率高,相对于其它近距离无线通信技术距离远的优点,在民用领域被广泛使用。但是其链路层侦听、退避、重传机制决定了该机制的实时性无法得到保证,而实时性是物联网的一个关键性技术指标。IEEE802.15.4协议保证数据的高可靠性传输,缺点是最高传输速率仅有250kbps,在数据通信量较少的工业控制领域中应用较多。TDMA协议中,数据的发送仅受时钟控制,节点之间不会同时发送数据而相互碰撞,是解决Wi-Fi实时性不足问题的主要手段。本文选择在IEEE802.11硬件平台上设计并实现TDMA协议,以满足多种协议、设备共存的混合网络中高速率、高实时性通信的需求。另一方面,网络中大部分数据对实时性需求并不高,为同时满足实时和非实时数据的发送需求,同时充分利用硬件性能,本文设计了一种新的传输调度机制。这种调度机制能够根据当前时隙类型,选择不同的数据传输方式。本文主要工作如下:(1)研究了 IEEE802.11协议MAC层的CSMA/CA机制,分析了其造成传输时延不确定性的因素,结合TDMA协议的设计需求,在开源网卡驱动中对该问题予以修复。在此基础上,设计了 IEEE802.11硬件平台的TDMA协议,分析了其时钟同步、时隙调度、时隙大小设置等原理和方法。将修改好的协议,编译进Linux操作系统内核并移植到开发板中,在实验室环境中验证了 TDMA协议的正确性,并测试了其传输时延、可靠性等性能指标。实验结果表明,新协议在保证95%传输可靠性的同时能保证短帧中有95.4%,长帧中的89.97%能在2ms内发送完成,传输时延远低于原有的IEEE802.11 协议。(2)针对混合网络中不同类型的数据有不同的传输要求这一问题,本文在上述TDMA协议的基础上设计一种新的时隙调度机制,既能保证实时性数据的及时传输,又能兼顾采用CSMA/CA机制完成非实时数据帧的高速率传输。实验表明,该系统能及时有效地根据时隙类型完成发送机制的切换。
俞华梁[8]2008年在《基于IEEE802.16e协议的LDPC编码器的研究与实现》文中进行了进一步梳理低密度奇偶校验(Low-Density Parity Check)码以其卓越的性能、极低的解码复杂度,在通信领域正得到越来越多的关注。LDPC码属于线性分组码,线性分组码的通用编码方法是由信息序列根据码的生成矩阵来求相应的码字序列。尽管LDPC码的校验矩阵是非常稀疏的,但它的生成矩阵却并不稀疏,这使得其编码复杂度往往与其码长的平方成正比。在IEEE802.16e协议中定义了6个H矩阵,对应的码长从576到2304。采用传统的编码算法会导致用于存储的寄存器数量非常多,编码复杂度特别大,在实际应用中成为一个障碍。因而,本文主要针对LDPC编码器在IEEE802.16e标准中的应用进行研究。本文首先介绍了LDPC码的原理以及研究现状,接着简要地介绍了IEEE802.16e协议对LDPC编码的一些规定。在对LDPC码的译码算法作了深入探讨之后,比较了不同码率不同码长下置信传播算法以及其他的改进算法的译码性能。然后,本文探讨了LDPC的编码算法。通过与传统编码算法的比较,找到了适合实现多码长的LDPC快速编码算法。通过在Matlab下仿真和分析,提出了适合于IEEE802.16e标准的改进RU算法,这个算法进一步降低了编码的复杂度。基于以上改进算法,提出了整体硬件设计方案,并完成了代码的编写和最终的硬件实现。最后,通过Matlab与Verilog协同验证,证明所设计的LDPC编码器完全符合设计要求。
吴琼[9]2016年在《车载自组织网络MAC协议及性能分析研究》文中进行了进一步梳理车载自组织网络是一种为车辆问通信而设计的无线自组织网络。车载自自组织网络不仅能够用于降低交通事故和交通拥堵等问题的发生,而且能够提供多种娱乐应用。由于车载自组织网络广泛的应用前景,近年来引起了世界各国工业界和学术界的高度关注,目前已成为通信网络领域的一个研究热点。本论文研究车载自组织网络的媒介接入控制(Medium Access Control, MAC)层协议,重点研究MAC层协议的性能分析,论文的主要工作和创新之处包括以下四个方面：首先,论文研究了车载自组织网络标准IEEE 802.11p的增强分布式信道接入(Enhanced Distributed Channel Access, EDCA)机制,并建立性能模型分析IEEE 802.11p EDCA机制的接入性能。在建立性能模型时,首先采用一个2维马尔科夫模型对一个接入类型(Access Category, AC)队列的退避过程进行描述,并建立该AC队列发送概率和碰撞概率之间的关系。然后,采用一个1维的马尔科夫模型对一个AC队列的竞争时期进行描述,并建立该AC队列发送概率和竞争概率之间的另一个关系。与大多数相关文献中所建立模型不同的是,该模型采用无限状态的1维马尔科夫模型对一个AC队列的在饱和状态和非饱和状态下的竞争时期进行建模。这两个马尔科夫模型考虑了能够影响IEEE 802.11p EDCA机制接入性能的主要影响因素,包括饱和状况、标准参数、退避冻结以及内部碰撞。基于这两个马尔科夫模型,论文进一步推导出一个AC队列的参数和该AC队列接入性能(包括发送概率、碰撞概率、归一化吞吐量以及平均接入延迟)之间的关系,并通过仿真结果验证性能模型的有效性和准确性。然后,论文研究了车载自组织网络中的公平接入问题,分析了非饱和状态下基于IEEE 802.11分布式协作功能(Distributed Coordination Function, DCF)机制的公平信道接入协议接入性能。在建立性能模型时,首先推导出非饱和状态下一个车辆的发送概率和最小竞争窗口之间的关系以及一个车辆的速度和最小竞争窗口之间的关系。基于该性能模型,在给定速度的情况下,车辆能够确定最小竞争窗口实现不同车辆之间的公平接入。在此基础上,进一步分析非饱和状态下公平信道接入协议的吞吐量性能,并通过仿真结果验证性能模型的有效性和准确性。之后,论文研究了一个基于时分多址(Time Division Multiple Access, TDMA)的经典MAC协议—ADHOC MAC协议,并建立性能模型对ADHOCMAC协议的接入性能进行了分析。在建立性能模型时,首先采用一个马尔科夫模型描述使用ADHOC MAC协议时在一帧结束时已经成功接入一个时隙的车辆的数目。基于该马尔科夫模型,推导出使用ADHOC MAC协议时帧长和信道利用率之间的关系。基于推导出的这一关系,可以计算出最大化信道利用率的帧长。最后,论文针对车载自组织网络中车辆数目变化频繁这一特征,提出了一种基于动态帧长分配的广播MAC协议。采用该协议,当网络中车辆数目增加的时候,帧长会自适应增加。当网络中车辆数目减少的时候,帧长会自适应减少。仿真结果表明,与VeMAC协议相比,基于动态帧长分配的广播MAC协议能使网络中车辆的未接入时隙次数始终为零,并且在初始帧长大于网络中车辆数目时能够有效提升网络的信道利用率。
安花英[10]2008年在《无线局域网安全分析与OPNET仿真》文中研究指明无线局域网由于其在网络构建及用户移动性等方面比有线网络更加方便、灵活和快捷,因此被广泛应用于经济、牛活利科研等领域。然而无线局域网具有空间上的开放性,这就使它在安全方面所暴露出来的问题目渐突出,引起了人们的广泛关注。如果不能很好地解决存在的安全问题,无线局域网的进一步的发展和推广必将受到极大的限制。本文在分析和总结IEEE 802.11无线局域网存在的各种安全问题的基础上,进行了OPNET仿真,以直观地了解无线局域网的安全性能。确保无线局域网的安全丰要从两方面进行考虑:加强认证技术和提高加密强度。本文丰要从加强IEEE 802.11无线局域网的接入认证方面进行分析,深入分析研究无线局域网安全接入的关键技术一认证和密钥管理。本文的丰要工作为通过相应的仿真试验,对无线局域网存在的各种安全问题进行分析,并给出当前可行的安全改进方案。首先概述了IEEE 802.11wLAN体系结构、服务及协议体系,并对IEEE 802.11无线局域网基本结构BSS性能进行仿真试验,找出其基本结构BSS上的切换过程中认证能力下降的安全缺陷。其次集中讨论了无线局域网安全机制和存在的安全问题以及针对这些问题的攻击方式,对最常见的攻击方式——拒绝服务攻击进行了分析,通过仿真实验结果,总结了拒绝服务攻击的特点,为安全机制的改进奠定基础。通过对IEEE 802.1x的细致讨论,给出当前无线局域网的安全认证系统的模型:认证机制采用了基于IEEE 802.1x的EAP—TLS认证,认证服务器采用目前比较成熟的RADIUS服务器,并支持EAP—TLS认证。通过OPNET仿真证明,该方案有效的降低了lDoS攻击的威胁。然后针对EAP密钥管理机制进行了研究分析。希望通过本论文,大家对无线局域网安全问题无论在理论学习还是在教学研究角度都有较深入的理解。
参考文献：
[1]. 基于IEEE802.11a的OFDM系统的研究[D]. 罗亚男. 北京交通大学. 2008
[2]. 矿山井下人员定位系统中无线通信技术研究与开发[D]. 魏煜欣. 湖南大学. 2008
[3]. 基于无线传感器网络的无线网络控制系统研究[D]. 郭小华. 浙江大学. 2007
[4]. 基于ZigBee的无线照明系统的研究与设计[D]. 裴丽群. 上海交通大学. 2008
[5]. 基于IEEE 802.16 Mesh网络的跨层设计[D]. 潘轶岑. 北京邮电大学. 2008
[6]. 基于OPNET的无线局域网MAC层协议的仿真设计与研究[D]. 李丰. 哈尔滨理工大学. 2007
[7]. 基于IEEE802.11硬件的TDMA协议设计与实现[D]. 沈磊. 武汉大学. 2017
[8]. 基于IEEE802.16e协议的LDPC编码器的研究与实现[D]. 俞华梁. 上海交通大学. 2008
[9]. 车载自组织网络MAC协议及性能分析研究[D]. 吴琼. 东南大学. 2016
[10]. 无线局域网安全分析与OPNET仿真[D]. 安花英. 中国地质大学（北京）. 2008
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