基于超宽带技术的无线个域网MAC协议研究

基于超宽带技术的无线个域网MAC协议研究

论文摘要

目前,短距离宽带无线接入技术迅速发展,超宽带(UWB:Ultra-wideband)技术也在民用领域开放,凭借其带宽宽、传输速度高、功率低、成本低等优势在无线个域网(WPAN:Wireless Personal Access Network)已取得一席之地,广阔前景也越来越被众多通信公司所看好。 对此种高速短距离传输的无线个域网而言,无论采用哪种物理层关键技术,MAC层技术目前尚无统一解决方案。无论是应用在无线局域网中的802.11协议还是802.15.3 bluetooth协议,这些多址接入方案并不能够高效地保证多个用户共享信道资源,从而影响到有限的无线资源的使用效率。 因此,针对无线个域网独特特点,需要设计一种优化的MAC协议。新的MAC协议既可以有效地利用信道资源,还可以达到较高的网络吞吐量,并且网络时延和开销比较少。 本文针对超宽带系统独特物理层的特点,分析了UWB系统MAC协议设计的基本原则及MAC层的基本功能,包括媒介共享、MAC组织结构、接入控制和QoS管理等。同时,文章还分析了相关无线网络比较成熟的MAC协议,重点介绍了目前广泛应用于无线局域网的802.11协议,并对协议进行了详细的性能仿真。 特别要指出的是,论文还提出了一种新型UWB MAC协议,包括其网络拓扑结构,接入策略,协议的理论依据等,最后并且针对不同的仿真模型提供了可供参考的仿真结果,这一部分是论文创新之处。

论文目录

  • 摘要
  • 符号说明
  • 目录
  • 第一章 引言
  • 1.1 UWB技术发展历史及现状
  • 1.2 UWB技术特点
  • 1.3 论文问题的提出
  • 1.4 论文主要工作及章节安排
  • 参考文献
  • 第二章 MAC协议设计原则及基本功能
  • 2.1 设计基本原则
  • 2.2 MAC基本功能
  • 2.2.1 媒介共享
  • 2.2.2 组织结构
  • 2.2.3 接入控制
  • 2.2.4 QoS管理
  • 2.3 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 MAC协议介绍
  • 3.1 几种基本MAC协议介绍
  • 3.1.1 随机竞争类(如Aloha,CSMA等)
  • 3.1.2 按需分配类(或称预约类、无竞争类,如token ring等)
  • 3.1.3 固定分配类(如FDMA、TDMA、CDMA等)
  • 3.1.4 仿真性能指标介绍
  • 3.1.5 仿真结果及性能分析(Aloha,s—Aloha,csma)
  • 3.2 无线局域网802.11协议
  • 3.2.1 协议介绍
  • 3.2.2 性能分析及仿真结果
  • 3.3 Ad hoc网络MAC协议介绍
  • 3.3.1 Ad hoc网络介绍
  • 3.3.2 集中式MAC协议
  • 3.3.3 分布式接入协议
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 多用户UWB通信系统分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 跳时多用户系统干扰分析
  • 4.2.1 2PPM—THMA UWB系统多用户干扰分析
  • 4.2.2 2PAM—THMA UWB系统多用户干扰分析
  • 4.2.3 仿真结果及分析
  • 4.3 直接序列扩频多用户系统干扰分析
  • 4.3.1 DS—BPSK UWB多用户干扰系统
  • 4.4 基于包冲突的多用户干扰模型
  • 4.4.1 系统分析
  • 4.4.2 仿真结果
  • 4.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 一种新型UWB MAC协议
  • 5.1 引言
  • 5.2 网络拓扑结构
  • 5.3 接入策略
  • 5.4 协议理论分析
  • 5.4.1 DS—UWB系统原理分析
  • 5.4.2 性能分析
  • 5.5 仿真结果
  • 5.5.1 理想状态MAC层仿真结果
  • 5.5.2 MAC/PHY联合仿真结果
  • 5.6 本章小结
  • 参考文献
  • 第六章 结束语
  • 6.1 论文工作小结
  • 6.2 进一步工作建议
  • 图表说明
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表的学位论文
  • 相关论文文献

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