脈沖超寬帶網(wǎng)絡接入控制.pdf

1、IR-UWB技術是無載波的脈沖通信技術，發(fā)送的脈沖寬帶極窄，系統(tǒng)的占空比極低。為了使脈沖均勻的分布在時域上，IR-UWB系統(tǒng)一般采用跳時序列控制脈沖發(fā)送的時刻，不同的跳時序列確定了不同的跳時邏輯信道，數(shù)據(jù)傳輸可以在不同的跳時信道上同時進行。IR-UWB技術可以構建短距高速的無線網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡一般是中心式的，已經(jīng)有比較成熟的接入控制方法；同時 IR-UWB技術也可以構建長距離中低速網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡覆蓋范圍廣，一般是分布式的，其共享信道和多址

2、接入方式還有待深入的研究。 本文的研究方向是分布式IR-UWB網(wǎng)絡的多址和接入控制，主要的研究內容有跳時序列的生成方法與性能分析，IR-UWB網(wǎng)絡脈沖碰撞的分析與建模，節(jié)點共享信道的方式，網(wǎng)絡MAC協(xié)議的設計，網(wǎng)絡吞吐和幀傳送延時等網(wǎng)絡參數(shù)的分析與仿真，網(wǎng)絡對QoS的支持等。本文的研究成果和主要貢獻如下： 第一，本文對IR-UWB系統(tǒng)中跳時序列的相關性能進行了深入的研究和分析。跳時序列的自相關性能決定了系統(tǒng)抗多徑干擾的能

3、力，跳時序列的互相關性能決定了系統(tǒng)抗多址干擾的能力。跳時序列的相關性能由漢明相關函數(shù)來衡量，同樣的多元序列在用作跳頻序列與用作跳時序列時相關函數(shù)的計算方法不完全一樣，跳時序列要先轉化為一個二元序列，然后以跳時時隙為時移單位進行移位來計算相關函數(shù)值。IR-UWB系統(tǒng)跳時序列的最大相關碰撞不可能為0，即跳時傳送不可能完全避免脈沖碰撞的發(fā)生。 第二，本文提出了三種構造簡單的跳時序列碼字族，仿真并分析了它們的相關性能，以及研究了它們對I

4、R-UWB信號頻譜的影響因子。 第三，本文對IR-UWB網(wǎng)絡中脈沖碰撞進行了分析，近似推導了脈沖碰撞導致幀傳送失敗的概率，指出得益于 IR-UWB系統(tǒng)跳時擴頻、極低占空比和時間分集傳送特性，中低速 IR-UWB網(wǎng)絡中脈沖碰撞導致的性能損失不大。 第四，本文對 ALOHA脈沖超寬帶網(wǎng)絡給出了詳細的收發(fā)流程和性能分析，推導了網(wǎng)絡吞吐、幀傳送延時的表達式，最后通過仿真，說明了 ALOHA脈沖超寬帶網(wǎng)絡的性能大大優(yōu)于 ALOHA

5、載波調制技術網(wǎng)絡。 第五，本文提出了由接收節(jié)點控制握手的UWB-RIMAC協(xié)議，改進了UWBMACAW MAC協(xié)議發(fā)送節(jié)點主動握手的方式，采用 FI-RTS-CTS-DATA-ACK流程，提高了網(wǎng)絡在高負荷下握手成功的概率，給出了 UWB-RIMAC的詳細實現(xiàn)及性能仿真結果，提出了對 QoS和連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹С址椒?。第六，本文提出了一種新穎的單工傳輸?shù)拿}沖超寬帶數(shù)據(jù)收集無線傳感器網(wǎng)絡模型及傳輸控制方法，極大的減小了傳感節(jié)點的復雜