基于跨層優(yōu)化的高速WPAN調(diào)度算法的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、新興的高速WPAN具有比藍(lán)牙更高的數(shù)據(jù)速率、更全面的業(yè)務(wù)及QoS支持、更短的連接時(shí)間等特點(diǎn)，得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。于2003年6月，IEEE802．153完成了高速WPAN的MAC層／物理層標(biāo)準(zhǔn)定制工作，并隨后定制了基于UWB物理層傳輸技術(shù)的IEEE802．15．3a，將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到480Mbps(MBOA方案)或1320Mbit／s(DS-UWB方案)。然而，數(shù)據(jù)速率的提高并不意味著網(wǎng)絡(luò)性能的提高，優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)性能需要有一套完善的

2、無線資源管理方式來有效的使用無線鏈路，有效的協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)設(shè)備之間的通信，因此，可以說優(yōu)化的調(diào)度算法是提高網(wǎng)絡(luò)性能的必要條件。但是，至今標(biāo)準(zhǔn)中始終沒有給出一套完備的調(diào)度機(jī)制來有效的使用可利用的有限資源?，F(xiàn)有的調(diào)度算法，無論是集中式的還是分布式的，均無法適用于802．15．3網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境。因此，我們基于提高網(wǎng)絡(luò)容量、有效利用有限的資源、節(jié)省能量、保障公平性等方面的考慮，提出了一個(gè)基于跨層優(yōu)化的調(diào)度算法。通過仿真，我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用的傳輸速率

3、越高，其消耗的能量越高。然而，在傳送相等長度數(shù)據(jù)的前提下，傳輸速率越高，所需的信道時(shí)間越少，因此也就越節(jié)省系統(tǒng)資源。通過調(diào)整鏈路狀態(tài)好的信道的傳輸速率來節(jié)省信道時(shí)間，節(jié)省的信道時(shí)間又可以分配給更多的接入設(shè)備，直至接入數(shù)量達(dá)到最大。此外，通過選擇改變鏈路速率引起的最小能量差值，節(jié)省的信道時(shí)間以最小能量消耗為代價(jià)。作為802．15．3a物理層傳輸技術(shù)的直接擴(kuò)頻UWB或多帶UWB所能提供的速度均為離散速率，這樣，我們根據(jù)所采用物理層技術(shù)所能提

4、供的傳輸速率數(shù)量，將物理層劃分為幾個(gè)等級(jí)。根據(jù)設(shè)備當(dāng)前傳送信道的質(zhì)量來判斷其所處的鏈路等級(jí)。設(shè)備所處的信道狀態(tài)越好，其所能支持的速率數(shù)量越多。使用越低的速率傳輸數(shù)據(jù)，設(shè)備所消耗的能量就越少，然而，使用低的數(shù)據(jù)傳輸速率，所需的信道時(shí)間就越多，即要求Piconet分配的系統(tǒng)資源就越多，這樣，當(dāng)有新的設(shè)備有接入請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)就可能由于資源不足而拒絕設(shè)備的接入，整個(gè)系統(tǒng)的容量就會(huì)下降。我們就調(diào)整鏈路狀態(tài)好的設(shè)備，使其調(diào)整到更高的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸