超寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、超寬帶技術(shù)被認(rèn)為是無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域中一種革命性的新技術(shù)，以其巨大的軍事、商業(yè)價(jià)值和技術(shù)挑戰(zhàn)引起了國(guó)際通信領(lǐng)域工業(yè)界和學(xué)術(shù)界極人的關(guān)注。超寬帶通信成為中短距離高數(shù)據(jù)率無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的理想方案，在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、多用戶(hù)白組織網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)、智能家居、公共安全和軍事等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著多種超寬帶物理層傳輸技術(shù)(基帶窄脈沖方式，DS-UWB，MB-OFDM)研究的日漸成熟，基于超寬帶的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究也迎米了

2、快速發(fā)展階段。本文研究基于超寬帶的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 全文共分六章。 第一章給出了論文研究背景、研究?jī)?nèi)容和文章安排。 第二章介紹了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基本概念和可能采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，給出了一種Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通用協(xié)議棧模型，詳細(xì)說(shuō)明了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)體系的設(shè)計(jì)策略、方法和原則，最后分析設(shè)計(jì)了一種支持OoS和UWB Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的可變開(kāi)銷(xiāo)函數(shù)一般模型。 第三章對(duì)小區(qū)域UWB無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議進(jìn)

3、行了系統(tǒng)的研究。主要從如下兒個(gè)方面進(jìn)行研究：MAC協(xié)議的評(píng)判機(jī)制，現(xiàn)有小區(qū)域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的分類(lèi)，現(xiàn)有小區(qū)域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的性能分析，uWB MAC的研究進(jìn)展，IEEE802.15.3標(biāo)準(zhǔn)MAC性能分析和仿真。其中重點(diǎn)分析了IEEE802.153標(biāo)準(zhǔn)，研究了其競(jìng)爭(zhēng)接入期的退避算法，進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和容量仿真分析。 第四章在IEEE802.15.3標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)型UWB MAC協(xié)議研究。本章從UWB精確定位特性的原理出

4、發(fā)，研究該特性在UWB無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，提出了基于超寬帶定位信息的空間復(fù)用UWB MAC協(xié)議和MAC高級(jí)關(guān)聯(lián)過(guò)程。仿真結(jié)果證明了空間復(fù)用uWB MAC協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載增大時(shí)可以大大提高協(xié)議的吞吐量并減少時(shí)延，而MAC高級(jí)關(guān)聯(lián)過(guò)程則在略微增加網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的情況下獲得很低的包丟失率。本章接著利用UWB定位特性，在分析現(xiàn)有UWB Ad hoc路由協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種新穎的定向路由探測(cè)算法，仿真分析表明，該算法能夠在一跳范圍內(nèi)在節(jié)點(diǎn)具有一定運(yùn)

5、動(dòng)速率的情況下，可以有效減少路由開(kāi)銷(xiāo)并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。 第五章主要進(jìn)行了UWB Ad hoc無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)研究。本章首先研究了MAC功率控制的意義以及現(xiàn)有的MAC功率節(jié)省方案，接著對(duì)IEEE802.15.3標(biāo)準(zhǔn)中的功率控制模式進(jìn)行了仿真分析；在該分析研究基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有UWB MAC協(xié)議以節(jié)能為目的進(jìn)行了改進(jìn)，提出了兩種改進(jìn)的節(jié)能MAC協(xié)議：分布控制式的UWB MAC改進(jìn)協(xié)議和中心控制式UWB MAC改進(jìn)協(xié)議，仿真驗(yàn)證結(jié)果表明