基于NC-OFDM的IEEE802.11n与ZigBee共存技术研究

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近年来,各种无线网络通信技术迅猛发展。WiFi网络与ZigBee网络是目前应用最广泛的两大无线通信网络。WiFi网络与ZigBee网络经常部署于同一环境中,而两者同处在2.4GHz ISM(Industrial Scientific Medical)频谱段,当两者所使用的信道频谱发生重叠时,就会造成相互干扰。本文针对基于IEEE802.11n的WiFi网络与ZigBee网络的干扰问题,以802.11n与ZigBee共享同一频段这一根本原因为出发点,在NC-OFDM技术的基础上,提出了基于802.11n物理层的Co-work机制。其核心思想为:当802.11n节点探测到周围有工作在同一频段的Zigbee节点时,只使用与该Zigbee节点的信道不重叠的子载波通信,将同频段的其它子载波置零,这样从频谱上使ZigBee与802.11n不重叠,达到两者共存的目的。本文设计了Co-work机制,在该机制中,在子载波粒度上进行频谱感知,探测是否有同频段的Zigbee信号;本文用长训练序列同步方式识别发送端所使用的子载波频谱模式;为不同子载波频谱模式设计了训练比特插入数据码元中,以实时纠正每个OFDM码元的频偏和相偏,进而能正确解码。本文使用MATLAB仿真软件实现了Co-work的所有功能,并在USRP/GNURadio实验平台上实现了Co-work机制的基本功能。Co-work机制既适用于传统的SISO(single input single output)系统,又适用于MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统。
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