超寬帶無線網絡關鍵技術研究.pdf

1、超寬帶技術被認為是無線通信領域中一種革命性的新技術，以其巨大的軍事、商業(yè)價值和技術挑戰(zhàn)引起了國際通信領域工業(yè)界和學術界極人的關注。超寬帶通信成為中短距離高數(shù)據(jù)率無線傳輸系統(tǒng)的理想方案，在無線局域網(WLAN)、無線個域網(WPAN)、多用戶白組織網、無線傳感網絡、智能家居、公共安全和軍事等領域都有著廣闊的應用前景。隨著多種超寬帶物理層傳輸技術(基帶窄脈沖方式，DS-UWB，MB-OFDM)研究的日漸成熟，基于超寬帶的網絡技術研究也迎米了

2、快速發(fā)展階段。本文研究基于超寬帶的網絡技術。 全文共分六章。 第一章給出了論文研究背景、研究內容和文章安排。 第二章介紹了Ad Hoc網絡體系結構的基本概念和可能采用的網絡結構，給出了一種Ad Hoc網絡體系結構的通用協(xié)議棧模型，詳細說明了Ad Hoc網絡體系的設計策略、方法和原則，最后分析設計了一種支持OoS和UWB Ad Hoc網絡的可變開銷函數(shù)一般模型。 第三章對小區(qū)域UWB無線網絡的MAC協(xié)議進

3、行了系統(tǒng)的研究。主要從如下兒個方面進行研究：MAC協(xié)議的評判機制，現(xiàn)有小區(qū)域無線網絡MAC協(xié)議的分類，現(xiàn)有小區(qū)域無線網絡MAC協(xié)議的性能分析，uWB MAC的研究進展，IEEE802.15.3標準MAC性能分析和仿真。其中重點分析了IEEE802.153標準，研究了其競爭接入期的退避算法，進行了數(shù)學建模和容量仿真分析。 第四章在IEEE802.15.3標準基礎上進行改進型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無線通信網絡中的應用，提出了基于超寬帶定位信息的空間復用UWB MAC協(xié)議和MAC高級關聯(lián)過程。仿真結果證明了空間復用uWB MAC協(xié)議在網絡負載增大時可以大大提高協(xié)議的吞吐量并減少時延，而MAC高級關聯(lián)過程則在略微增加網絡負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)議的基礎上，提出了一種新穎的定向路由探測算法，仿真分析表明，該算法能夠在一跳范圍內在節(jié)點具有一定運

5、動速率的情況下，可以有效減少路由開銷并提高網絡吞吐量。 第五章主要進行了UWB Ad hoc無線網絡的節(jié)能技術研究。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IEEE802.15.3標準中的功率控制模式進行了仿真分析；在該分析研究基礎上對現(xiàn)有UWB MAC協(xié)議以節(jié)能為目的進行了改進，提出了兩種改進的節(jié)能MAC協(xié)議：分布控制式的UWB MAC改進協(xié)議和中心控制式UWB MAC改進協(xié)議，仿真驗證結果表明