【摘 要】
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随着智能制造时代的到来,Wi-Fi无线通信因其配置灵活、无需布线等多方面优点成为了工业场景实现互联互通的重要应用。工业场景下的终端设备数量众多,为提升传输效率,终端控制器通常采用一对多组播的方式下发业务数据。为避免信道抢占问题,多个终端设备通常采用分时隙发送的方式上传采集信息。传统的Wi-Fi下行组播策略受限于信道质量最差的终端,面临着速率低和可靠性低的问题,传统的多终端上行分时隙发送策略面临着传
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随着智能制造时代的到来,Wi-Fi无线通信因其配置灵活、无需布线等多方面优点成为了工业场景实现互联互通的重要应用。工业场景下的终端设备数量众多,为提升传输效率,终端控制器通常采用一对多组播的方式下发业务数据。为避免信道抢占问题,多个终端设备通常采用分时隙发送的方式上传采集信息。传统的Wi-Fi下行组播策略受限于信道质量最差的终端,面临着速率低和可靠性低的问题,传统的多终端上行分时隙发送策略面临着传输效率较低的问题。针对这些问题结合工业场景对Wi-Fi传输的高可靠需求,本文的主要工作包括:（1）提出了Wi-Fi组播频域分层联合不等差错保护Raptor Q码的策略,保障下行组播的可靠传输。Raptor Q码是目前最为成熟的喷泉码方案,可以产生不受限制的冗余包用于数据恢复解决组播传输可靠性问题,频域分层组播策略是为了解决传统组播策略发送速率和吞吐量受限问题,两个机制的联合能够在满足可靠性的同时使得组播性能得到极大提升,相比传统的Wi-Fi组播策略更符合工业场景的要求。（2）研发基于Wi-Fi 6标准的物理层原型样机,进行了相应的链路级软件仿真和硬件实现,用于下行组播可靠传输新机制的验证。经测试,Wi-Fi组播频域分层联合Raptor Q码策略能够使得丢包率达到10-6的量级,吞吐性能相较传统Wi-Fi组播策略有着接近一倍的提升,满足工业场景的高可靠需求。（3）利用Wi-Fi 6上行链路传输的正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA）新特性,提出了基于OFDMA的分组双时隙机制,提升多终端上行链路的传输效率和可靠性。OFDMA的应用能够提升原有多终端上行分时隙发送的传输效率,分组双时隙机制的主要作用是使不同频点的用户互相进行编码重传,增强空间和频点信道增益,提升可靠性。进行相应的原型样机时序改造,经实际验证,传输效率提升了50%,丢包率控制在10-6的量级,符合要求。
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