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无线局域网(Wireless Local Area Network,简称WLAN)建立在无线通信技术上,可以在一定区域内满足用户的无线上网需求,具有较高的普及度。现有的WLAN通信系统无法满足各种需求不同的用户,因此IEEE组织和Wi-Fi联盟已经开展下一代WLAN802.11ax协议的标准化研究,其中引入了OFDMA技术,能实现上行多个用户的并行数据传输。另外,物联网(Internet of Things, IoT)利用互联网的特性,能够实现信息的全方位感知、可靠传输以及数据的分析处理。由于WLAN具有传输可靠、低成本、易组网等优点,因此常常被作为IoT的传输网络进行使用,这就是WLAN的长距离传输场景。而物联网中节点呈高密组网的特性,且信道条件呈现出大尺度衰落特征,原有802.11ac的MAC层和PHY层设计已经不适用于新的场景。本文针对上述问题对802.11ax在长距离场景下的应用进行了研究。本文首先介绍了原有802.11ac基本的MAC层和PHY层协议,详细阐述了帧结构中前导各部分的构成和作用,以及MAC层基本的接入机制。并且描述了OFDMA技术的原理,及其在802.11ax系统下的实现方式。接着,本文对WLAN的长距离应用场景进行了描述,说明高密组网和大尺度衰落为802.11ax系统带来的挑战。另外,在原有MAC层接入机制的基础上提出了基于分组的G-RTS/G-CTS接入机制,使802.1 lax能够有效支持UL多个站点的同时接入。为了支持更多用户的数据传输,802.11ax对时、频、空域资源都进行了划分,因此需要在帧结构中引入资源指示部分,本文给出了支持OFDMA和MU-MIMO的资源指示帧结构设计及其对应的比特开销。此外,本文还研究了长距离传输场景给WLAN的PHY层设计所带来的挑战,说明同步问题在接收端信号处理中的重要性,并且在经典同步算法上提出相应的改进算法,使其更适应于长距离传输场景。本文采用大尺度衰落模型来模拟长距离传输场景,并在链路级仿真平台上进行实现。而后将经典的时间同步和频率同步算法直接应用于长距离场景下,但是性能不容乐观。因此,本文引入了基于差分相关的时间同步算法,以及利用Golay互补序列代替原有的L-STF和L-LTF序列作为前导进行时间同步和频率同步的方案,并进行了仿真验证。仿真结果表明,上述改进算法在长距离传输场景下都比原有算法有了较大的性能提升。