IR-UWB無線個(gè)域網(wǎng)MAC協(xié)議研究.pdf

1、隨著各種短距離無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們提出了一個(gè)新的概念——無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)。它以個(gè)人為通信中心，將周圍所有無線電子設(shè)備組成一個(gè)自組織的網(wǎng)絡(luò)，滿足個(gè)人隨時(shí)隨地通信的需要。脈沖超寬帶無線技術(shù)具有高空間譜密度、低截獲概率、抗多徑干擾、以及低功耗、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使超寬帶無線傳輸技術(shù)與無線個(gè)域網(wǎng)形成天然的結(jié)合，為無線個(gè)域網(wǎng)的研究注入新鮮的血液。 本文以簡單、低能耗、低成本，支持高/低速應(yīng)用，具有自適應(yīng)能力的脈沖超寬帶無

2、線個(gè)域網(wǎng)為主線來研究MAC協(xié)議，其內(nèi)容包括：IR-UWB無線個(gè)域網(wǎng)MAC協(xié)議理論分析，高速無線個(gè)域網(wǎng)MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。在這幾個(gè)研究領(lǐng)域，研究成果和主要貢獻(xiàn)如下： 通過介紹IR-UWB物理層技術(shù)特點(diǎn)和無線個(gè)域網(wǎng)中MAC協(xié)議研究現(xiàn)狀，提出適合高/低應(yīng)用脈沖超寬帶無線個(gè)域網(wǎng)MAC解決方案。高速應(yīng)用中，通過對基于超幀結(jié)構(gòu)的MAC協(xié)議建模，提供了一種理論分析的途徑；在低速應(yīng)用中，對現(xiàn)有的S-MAC和IEEE 802.11 DCF協(xié)

3、議進(jìn)行“瘦身”，并在性能、功耗和設(shè)計(jì)復(fù)雜度等方面達(dá)劍較好的均衡。這充分體現(xiàn)了IR-UWB的優(yōu)越性，也具有一定的實(shí)用性。 從MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，歸納總結(jié)目前無線個(gè)域網(wǎng)中的時(shí)隙調(diào)度現(xiàn)狀，結(jié)合物理層信道狀況和業(yè)務(wù)QoS需求，提出基于選擇因子的時(shí)隙調(diào)度算法。該算法能夠在保證網(wǎng)絡(luò)公平性的基礎(chǔ)上，有效地提高系統(tǒng)的吞吐量，同時(shí)算法的控制參數(shù)也能夠從系統(tǒng)的需求角度出發(fā)，靈活方便地在協(xié)議層面上進(jìn)行控制。雖然基于選擇因子的調(diào)度算法具有諸多的優(yōu)

4、勢，但是選擇因子的建模過于簡化，距離實(shí)用階段還是有較大的差距，因此作者也為進(jìn)一步的改進(jìn)工作指明了方向。 從IR-UWB短距離組網(wǎng)工稃實(shí)現(xiàn)的著眼點(diǎn)入手，作者設(shè)計(jì)了“IR-UWB組網(wǎng)演示系統(tǒng)”MAC協(xié)議。在IEEE 802.15.3 MAC協(xié)議超幀的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)適合于IR-UWB的超幀結(jié)構(gòu)，并將MAC協(xié)議付諸于DSP實(shí)現(xiàn)。論文最后對MAC協(xié)議中重要的“幀處理”模塊在PC機(jī)上進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其可行性。 本文的相關(guān)內(nèi)容針對不同