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各种智能化、小型化的无线终端和智能家庭终端的大量出现,以及它们之间的信息共享与数据交换需求极大地推动了高速无线个域网(Wireless Personal Area Network,WPAN)技术的发展,使其成为目前无线通信领域的研究热点,国际上高速无线个域网的标准化讨论一直在进行。目前,我国正在制定无线高速率超宽带物理层和媒体访问控制规范,此标准应与国际标准有一定的兼容性,在此背景下,本学位论文对ECMA-368 MAC标准的关键技术进行研究,重点关注信道接入协议,提出改进方案,并搭建MAC仿真平台,对ECMA-368 MAC协议和改进方案进行性能分析。
本论文首先分析了国际上高速无线个域网的标准化现状,包括IEEE802.15.3c,IEEE802.11n和ECMA-368/369的标准化进程,并从信道接入方式和网络构成两方面对现有的无线MAC协议进行分类介绍,并重点分析了ECMA-368 MAC标准的关键技术,该标准主要包括时分复用(BP期采用)、PCA、DRP三种信道接入方式,除此之外还包括其他关键技术,如实现协调点间的同步技术,设备入网时动态信道选择,功率控制管理等;然后介绍了现有的基于ECMA-368 MAC协议的改进方案,为本论文下面的工作寻找切入点。
在对ECMA-368 MAC协议深入分析的基础上,本论文研究了将ECMA-368 MAC协议应用于多跳网络场景时的协议性能,在现有DRP分布式预留协议的基础上,提出了一种增强型DRP(EDRP)协议,对ECMA-368 MAC协议进行Mesh增强,并对两种协议算法进行了理论研究和仿真分析,结果表明EDRP协议能够减少多跳网络场景中转发节点的数据转发时延,从而减小数据的端到端时延,路由跳数越多,改进算法性能提高越明显。
CUWB标准制定后,其可行性证明也很重要,所以本论文搭建了符合ECMA-368标准的MAC平台,在家庭网络场景下对ECMA-368 MAC协议进行性能分析。此平台使用OPNET软件搭建,节点内部采用模块化结构,对协议的网络行为进行仿真,主要实现了时分复用(BP期采用)、PCA和DRP三种信道接入协议。此平台中的MAC模块与上下层模块采用包流和接口控制信息进行信息交互,可移植性好,可方便的对不同的业务数据进行信道接入模拟,为CUWB的可行性证明提供前期工作。
最后本论文总结了全文的工作,并对进一步工作做了展望。