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