無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)中調(diào)度策略的-研究

無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)中調(diào)度策略的-研究

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1、插圖目錄圖4—9基于空間復(fù)用的協(xié)議改進(jìn)方案???????????????44VIII表格目錄表3-1仿真參數(shù)???????????????????????33IX中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)-l生聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明。作者簽名:.聾&一簽字日期:塑!皇壘盤(pán)旦生圣中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之一,學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán),即:學(xué)校有權(quán)

2、按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定?;毓_(kāi)口保密(——年)作者簽名:簽字日期:導(dǎo)師簽名:亟!:簽字日期:墾!竺皇:魚(yú):生第1章緒論第1章緒論1.1論文研究背景超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術(shù)[1】是一種新興的短距離高速無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與傳統(tǒng)的窄帶通信系統(tǒng)相比,UWB系統(tǒng)通過(guò)占用極大的帶寬來(lái)傳輸信息,具有高數(shù)據(jù)率、低成本、低功耗、低截獲率等優(yōu)勢(shì),同時(shí)UWB系統(tǒng)的

3、抗干擾的能力強(qiáng)。截至目前,有三種主流的超寬帶系統(tǒng)體制:基于脈沖超寬帶體制(IR-UWB)【2】、基于直接序列擴(kuò)頻的超寬帶體fl;JJ[3]和基于多帶OFDM的超寬帶體制。脈沖無(wú)線(xiàn)超寬帶通信體制主要使用持續(xù)時(shí)間極短的脈沖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,直接序列擴(kuò)頻超寬帶體制采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送,多帶OFDM超寬帶體制采用多載波的正交頻分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。三種系統(tǒng)體制在數(shù)據(jù)調(diào)制、接收方法以及實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面有很大的不同,其中以IR-UWB體制最具特色。IR系統(tǒng)采用極短脈沖波形,無(wú)載波調(diào)制,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功耗低,時(shí)間分辨率高,抗多徑能力強(qiáng)【4,5】。IR—UWB系統(tǒng)可以采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn),成本控制在

4、比較低的水平上,能夠廣泛應(yīng)用于便攜式無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備。高速無(wú)線(xiàn)個(gè)域I網(wǎng)(WirelessPersonalAreaNetwork,WVAN)是UWB通信技術(shù)的一種典型應(yīng)用。2002年,IEEE協(xié)會(huì)成立標(biāo)準(zhǔn)化工作組IEEE802.15.3a,把UWB技術(shù)作為高速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)的接入方案[6】。在基于UWB的高速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)中,UWB技術(shù)提供了一種高速無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸解決方案。針對(duì)這種高速組網(wǎng)應(yīng)用,良好的MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)也顯得非常重要[7】。優(yōu)秀的MAC接入方法可以使網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶(hù)高效共享物理鏈路,以獲得高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和良好的用戶(hù)QoS。MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)涉及多址信道的分割、接入方式、資源分配策略和控制機(jī)制等多方

5、面內(nèi)容,需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、業(yè)務(wù)的類(lèi)型與要求以及物理層的限制等多方面的因素[8】。近年來(lái),在國(guó)家相關(guān)科研計(jì)劃的支持下,我國(guó)積極開(kāi)展了UWB技術(shù)的研究工作,在傳輸方法、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)驗(yàn)證等多方面取得了一系列技術(shù)成果。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)也持續(xù)開(kāi)展了UWB技術(shù)的研究工作,并在前期成果技術(shù)上,承擔(dān)了863導(dǎo)向性項(xiàng)目“超寬帶SoC芯片設(shè)計(jì)和組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)”。本論文結(jié)合該項(xiàng)目中的超寬帶組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)工作,重點(diǎn)研究了基于IR.UWB的高速個(gè)域網(wǎng)的資源調(diào)度策略及其信道反饋機(jī)制等問(wèn)題。第1章緒論1.2無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展IEEE802.15是目前WPAN的主要建議標(biāo)準(zhǔn)【9】,涉及WPAN的MAC層和物理

6、層技術(shù),也是本論文的工作基礎(chǔ)。以下簡(jiǎn)要介紹IEEE802.15的研發(fā)情況。IEEE802.15分為4個(gè)研究小組,從802.15.1到802.15.4,技術(shù)分工各有側(cè)重。組織結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1IEEE802.15WPAN系列簡(jiǎn)介從圖1—1可知,802.15.1標(biāo)準(zhǔn)【9】實(shí)際上就是藍(lán)牙技術(shù)的底層技術(shù)(MAC和PHY層)的標(biāo)準(zhǔn)化,藍(lán)牙技術(shù)的出現(xiàn)真正意義上促成了WPAN網(wǎng)絡(luò)的形成。藍(lán)牙在剛剛出現(xiàn)之初,由于同802.11代表的WLAN網(wǎng)絡(luò)采用同樣的頻率段,因此有可能產(chǎn)生干擾,802.15.2小組[101專(zhuān)門(mén)就此問(wèn)題做了研究并提出了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)共存模型和共存機(jī)制。802.15.316]和802

7、.15.4111】同樣給出了PHY和MAC標(biāo)準(zhǔn),但走不同應(yīng)用路線(xiàn)。802.15-3能在100米的距離內(nèi),以每秒55Mbit的速度傳輸數(shù)據(jù),確保經(jīng)由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字內(nèi)容具有一定的服務(wù)水平,主要針對(duì)高速數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用:802.15.4則是針對(duì)低成本、小功耗、低速率應(yīng)用的WPAN標(biāo)準(zhǔn),LR.WPAN可連接尚未連網(wǎng)的設(shè)備,并且與現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)兼容,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、媒體、家庭和醫(yī)療等領(lǐng)域。UWB技術(shù)提供了一種更高速率(數(shù)百M(fèi)b

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