无线个域网中调度策略的-研究

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1、插图目录图4—9基于空间复用的协议改进方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44VIII表格目录表3-1仿真参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33IX中国科学技术大学学位论文原创-l生声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：．聋&一签字日期：塑!皇垒盘旦生圣中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权

2、按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。回公开口保密(——年)作者签名：签字日期：导师签名：亟!：签字日期：垦!竺皇：鱼：生第1章绪论第1章绪论1．1论文研究背景超宽带(Ultra-Wideband，UWB)技术[1】是一种新兴的短距离高速无线通信技术。与传统的窄带通信系统相比，UWB系统通过占用极大的带宽来传输信息，具有高数据率、低成本、低功耗、低截获率等优势，同时UWB系统的

3、抗干扰的能力强。截至目前，有三种主流的超宽带系统体制：基于脉冲超宽带体制(IR-UWB)【2】、基于直接序列扩频的超宽带体fl；JJ[3]和基于多带OFDM的超宽带体制。脉冲无线超宽带通信体制主要使用持续时间极短的脉冲进行数据传输，直接序列扩频超宽带体制采用直接序列扩频技术调制数据进行传送，多带OFDM超宽带体制采用多载波的正交频分复用技术进行数据传输。三种系统体制在数据调制、接收方法以及实现技术方面有很大的不同，其中以IR-UWB体制最具特色。IR系统采用极短脉冲波形，无载波调制，结构简单，功耗低，时间分辨率高，抗多径能力强【4，5】。IR—UWB系统可以采用CMOS工艺实现，成本控制在

4、比较低的水平上，能够广泛应用于便携式无线通信设备。高速无线个域I网(WirelessPersonalAreaNetwork，WVAN)是UWB通信技术的一种典型应用。2002年，IEEE协会成立标准化工作组IEEE802．15．3a，把UWB技术作为高速无线个域网的接入方案[6】。在基于UWB的高速无线个域网中，UWB技术提供了一种高速无线数据传输解决方案。针对这种高速组网应用，良好的MAC协议的设计也显得非常重要[7】。优秀的MAC接入方法可以使网络中多个用户高效共享物理链路，以获得高网络吞吐量和良好的用户QoS。MAC协议的设计涉及多址信道的分割、接入方式、资源分配策略和控制机制等多方

5、面内容，需要综合考虑网络的结构、节点的数量、业务的类型与要求以及物理层的限制等多方面的因素[8】。近年来，在国家相关科研计划的支持下，我国积极开展了UWB技术的研究工作，在传输方法、关键技术、系统验证等多方面取得了一系列技术成果。中国科学技术大学也持续开展了UWB技术的研究工作，并在前期成果技术上，承担了863导向性项目“超宽带SoC芯片设计和组网实验”。本论文结合该项目中的超宽带组网实验工作，重点研究了基于IR．UWB的高速个域网的资源调度策略及其信道反馈机制等问题。第1章绪论1．2无线个域网组网技术发展IEEE802．15是目前WPAN的主要建议标准【9】，涉及WPAN的MAC层和物理

6、层技术，也是本论文的工作基础。以下简要介绍IEEE802．15的研发情况。IEEE802．15分为4个研究小组，从802．15．1到802．15．4，技术分工各有侧重。组织结构如图1-1所示。图1-1IEEE802．15WPAN系列简介从图1—1可知，802．15．1标准【9】实际上就是蓝牙技术的底层技术(MAC和PHY层)的标准化，蓝牙技术的出现真正意义上促成了WPAN网络的形成。蓝牙在刚刚出现之初，由于同802．11代表的WLAN网络采用同样的频率段，因此有可能产生干扰，802．15．2小组[101专门就此问题做了研究并提出了相应的网络共存模型和共存机制。802．15．316]和802

7、．15．4111】同样给出了PHY和MAC标准，但走不同应用路线。802．15-3能在100米的距离内，以每秒55Mbit的速度传输数据，确保经由无线网络传输的数字内容具有一定的服务水平，主要针对高速数据通讯应用：802．15．4则是针对低成本、小功耗、低速率应用的WPAN标准，LR．WPAN可连接尚未连网的设备，并且与现有无线标准兼容，广泛应用于工业、农业、媒体、家庭和医疗等领域。UWB技术提供了一种更高速率(数百Mb