ISM频段上无线系统干扰分析模型和共存问题的研究

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1、北京邮电大学博士论文摘要无线频率是一种非常珍贵的、不可替代的资源，频谱共享是ISM(Industrial,ScienceandMedical)频段的本质特性;加上人们对性价比孜孜不倦的追求，使得愈来愈多的无线技术将目光投向于此，特别是目前唯一的基于世界范围通用和开放的2.4GHzISM频段，于是同一频段上大量彼此各异且互不协调的干扰信号如何共存，成为一个急待解决的问题。本论文的主要贡献是:1.在剖析干扰产生原因的基础上，针对ISM频段上采用随机接入方式的分组网络，提出了一个综合干扰分析模型，包含了来白无线传播、调制、MAC(M

2、ediumAccessControl)层及网络的各项基本干扰因素:基于信干比阀值，引入有效干扰面积的概念，进而确定了干扰源的数日，并利用统计分析方法，得到在多个干扰源包围F，无线网络传输过程中.以上述参数为自变量的分组错误概率PE[C](probabilityofpacketerror)的闭合解析式.2.并非所有的参数在决定函数值PE[C]时都同样重要，因此本论文仿照模式识别特征选抒过程中的特征排序方式，提出了一种将各项参数依据影响分组错误概率的程度不同进行排序的方法。该方法在后面的应用中证明是非常有效的。3.结合对抗干扰的扩

3、频调制技术，将综合干扰分析模型具体应用到分析和解决2.4GHzISM频段上的一对突出矛盾，即跳频与直接序列扩频的干扰问题。以蓝牙和IEEE802.11bWLAN间的干扰为例，采用更加接近实际使用环境的干扰拓扑结构.从多个方面补充了前人所做的一「作，例如分析了一个蓝牙微型网(piconet)在内部(来自其它蓝牙微型网)和外部(一个IEEE802.116WLAN)干扰共同影响F的联合分组错误概率PEP(jointprobabilityofpacketerror).并对三种干扰拓扑结构下，部分参数对分组错误概率的影响程度进行了排序，

4、通过仿真分析结果验证了排序的有效性.为共存技术的提出奠定了基础。4.在对比了信号处理抗干扰技术与非信号处理共存技术之后，分析了非信号处理共存机制中，协作与非协作方式的本质区别。提出了通过非信号处理方式解决跳频(FH)与直接序列(DS)扩频系统间干扰的最佳途径.5.针对蓝牙和IEEE802.11bWLAN间的干扰，提出了将蓝牙白适应跳频与IEEE802.11白适应分割相结合的共存机制。针对前者提出了白适应跳频序列产生的简单模式ModeS(SimpleMode)和复合模式ModeI(IntegratedMode):ModeS只利用

5、到跳频信道中基本不受干扰影响的“好”信道，而ModeI考虑到不同业务北京邮电大学博十论文对信道质量的要求不同，配台蓝牙分组类型的白透应选择对部分受干扰影响的“坏”信道加以合理应用。两种模式随机映射(RandomMapping)部分的具体实现电路可以统一，并通过MATLAB搭建的仿真平台验证了这两种模式对抗干扰的有效性。针对后者提出了将RTStCTS握手机制(RequesttoSend/CleartoSendhandshakingmechanism)与补偿分割算法相结合的自适应分割方式，其中RTS/CTS握手机制可帮助区分是载波

6、侦听多址接入(CSMA)冲突还是千扰造成的传输失败，有助于自适应分割方式的实施，并通过OPNET搭建的仿真平台验证了自适应分割方式对抗干扰的有效性.作为WPAN和WLA的主流技术，对蓝牙和IEEE802.126之间的干扰分析及共存机制的探讨，仅仅是拉开了研究各种无线技术标准之间共存问题及共存技术的序幕。本论文在最后提出，如何让各项技术在充分发挥特长的同时，又能彼此间和平共处，甚至相互融合，是开发多频带、多模式及多标准无线技术必须面临的一个里要课题和挑战。关键词:无线系统干扰分析共存机制北京邮电人学博十论文AbstractWir

7、elessfrequencyisakindofrareandunreplacementedresource,sharingo#spectrumistheinternalpropertyinISMband,inaddition,peopleisalwayskeep吨onpursuingtheprice-performanceradio.Somoreandmorewinlesstechnologiestargetatthesebands,especially,uptonow,叔onlyone卯enandworld-w记。usedb

8、and-2.4GHz巧Mband丁hen,hosetocoex该inaband喇小numerous,disparateanduncoordinatedinterferenceis叔pressingproblem勿加solved.Themaincontributionsofth