超寬帶MAC層協議的性能分析.pdf

1、目前，隨著無線局域網、無線個域網以及無線身域網逐漸滲透到人們的日常生活，UWB(Ultra Wideband， UWB)技術作為一種高速率的短距離無線接入手段，越來越受到廣泛關注。本學位論文對UWB MAC層協議進行了研究，重點對分布式的、基于預留的信道接入（Distributed Reservation Protocol， DRP）機制進行了性能分析，建立一個數學模型，對其性能指標進行了理論推導，并在OPNET網絡仿真環(huán)境下對該數學模

2、型進行了仿真驗證。
　　 本論文首先對媒體接入控制（Media Access Control， MAC）層協議進行了分析，并比較了基于競爭的MAC層協議和基于預留的MAC層協議的性能；重點介紹了在沖激無線電(Impulse Radio， IR)UWB系統中使用的分布式的、免競爭的MAC層協議，并分別從網絡結構、MAC幀結構、信標期（Beacon Period， BP）接入方式及DRP接入方式等方面對該協議進行了詳細介紹。

3、　　 本論文在前人的基礎上對該UWB MAC層協議中的DRP接入方案性能進行了分析。因為UWB傳輸速率高的特點，短時間的信道差錯也會影響大量比特的傳輸。本論文考慮到實際無線通信信道條件的非理想性以及重傳次數的限制，構建了一個三維的嵌入式離散時間馬爾可夫模型。該三維馬爾可夫模型中的三維分別是包的服務起始點、系統隊列中包的個數以及包的傳輸次數。并根據該馬爾可夫數學模型，對存在信道差錯并考慮重傳次數限制時的UWB DRP協議的平均隊列等待時

4、間和平均傳輸時間進行了理論推導。
　　 為了驗證該三維馬爾可夫模型的正確性，本論文使用網絡仿真工具OPNET對系統采用的分布式、免競爭的UWB MAC層協議搭建了仿真平臺，并從網絡模型、節(jié)點模型、進程模型三方面對該平臺進行了詳細的介紹，在該平臺上主要實現了BP同步、信標時隙的沖突解決以及DRP信道接入方式；接著使用該仿真平臺對DRP協議進行了仿真，再用數學分析方法計算出模型的分析值，將獲得的仿真值與該模型的分析值進行比較，從而對