超寬帶uwb信號(hào)分析與基于ieee802.15.3的mac技術(shù)研究

1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文超寬帶（UWB）信號(hào)分析與基于IEEE 802.15.3的MAC技術(shù)研究姓名：范偉申請學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：信號(hào)與信息處理指導(dǎo)教師：鄭國莘20050201一一一一一圭塑奎蘭堡圭蘭壘蘭苧 —_ _ - _ _ _ _ ●- _ _ _ _ ●_ _ _ _ ●- —●——————_ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - ——_ - ———————————_ ———————一。一A b s t r a c tT h

2、e U l t r a W i d e b a n d ( U W B ) c o m m u n i c a t i o n t e c h n o t o g yi st h eh o tp o i n to f c u r r e n tw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n ．F i r s t ，t h i sp a p e r i n v e s t i g a t e st h e

3、 p u l s es h a p e d e s i g n i n gm e t h o d sa n dt h ep u l s ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o na l g o r i t h m sb ym e a n so f t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dc o m p u t e rs i m u l a t i o n

4、．T h e n ．w es t r e s st h eM A C o ft h e I E E E 8 0 2 ．15 ，3 s t a n d a r d ，w h i c hi st h e m o s t s u i t a b l e M A Cs t a n d a r dc a n d i d a t e f o rU W B c o m m u n i c a t i o n ，T h e p r o t o c o

5、lm e c h a n i s m i s c l e a r l ya n a l y z e d ．T h em a n a g e m e n ta l g o r i t h mi s c a r e f u l l yd e s i g n e d ．A n dt h e p r o t o c o lQ o S a b i l i t y i sf u l l yi n v e s t i g a t e da n d e

6、 f f e c t i v e l y i m p r o v e d ．I nt h ee n d ，w e t r yt ob u i l d a , r li n i t i a lS C h e m e t og u i d e 也e i m p l e m e n t a t i o n o f t h eM A C ．T h e c o n t e n to f t h i sp a p e rc o n t a i n

7、st w o p a r t s ．n l ef i r s tp a r td e s c r i b e s t h em e t h o d s t or e d e s i g n t h et y p i c a lU W B p u l s es h a p e t o m e e tt h es t r i c t c o n s t r a i n t s o ft h e F e d e r a lC o m m u

8、n i c a t i o nC o m m i s s i o n 餌c c ) o nt h ee m i s s i o n p o w e rs p e c t r a l m a s ko fU W Bd e v i c e s ．A na l g o r i t h m t o g e n e r a t ep u l s e sb yt r u n c a t i n gt h e t i m e —d o m a i n

9、r e s p o n s e o fr a i s e dc o s i n es p e c t r u mi nf r e q u e n c yd o m a i ni sa l s o p r o p o s e d ．T h ep e r f o r m a n c eo f t h ep u l s e s ，s u c h a s p u l s ew i d t h ，p e a k - t o —a v e r a

10、g ep o w e rr a t i oa n ds y m b o le r r o r r a t e w i t ht i m i n g j i t t e r ，i sa l s oa n a l y z e d a n d c o m p a r e d ．T h e s e c o n d p a r t i n t r o d u c e s a n d a n a l y z e s t h e t y p i c

11、a l U W Bp h y s i c a l l a y e rt e c h n o l o g i e s ，s u c ha S T i m eH o p p i n g ，D i r e c tS e q u e n c e ，M u l t i B a n da n dM B —O F D M ．A R e ri n v e s t i g a t i n gt h ec h a n n e lm u l t i p l

12、e x i n gm e t h o d so fU W B i nd e t m l ，W Ch a v et W Oc o n c l u s i o n s ．O n e i S t h a t t h e c o m b i n a t i o no fT D M Aa n d S l o t t e dA L O H A i S m o r ec o m p a t i b l ew i t hU W B a s t h ei

13、 n t r a —p i c o n e tc h a n n e l a c c e s sp r o t o c 0 1 ．A n o t h e ri St h a tt h ec o m b i n a t i o n o fC D M A ．F D M Aa n dT D M A i S ab e t t e r m a t c h f o r U W Ba s t h ei n t e r - p i c o n e t

14、c h a n n e l a c c e s sp r o t o c 0 1 ．T h eI E E E 8 0 2 ．1 5 ，3M A C i sa l S Oc o n f i r m e d a s t h eb e t t e r c a n d i d a t e f o r U W B c o m m u n i c a t i o n a f t e r b e i n g c o m p a r e dw i t

15、h t h e r e s e a r c ha p p r o a c h e so f U W B M A C a n d o t h e r W P A N ／W L A N s t a n d a r d si ne x i s t e n c e ．T h eM A C l a y e ro fI E E E8 0 2 ．1 5 ．3 i s g o n e d e e p l y i n t h i s p a p e r

16、．T h e n e t w o r ka r c h i t e c t u r e ．m a n a g e m e n t s c h e m e sa n d f r a m e f o r m a t so fI E E E 8 0 2 ．1 5 ．3 M A C a r ea n a l y z e d ．n l em a n a g e m e n t m e c h a n i s m a n da c c e s sm

17、 e c h a n i s m o f t h e s t a n d a r da r ef u r t h e ra n a l y z e db ym e a n so ft h e f i n i t e s t a t em a c h i n em e t h o d ．Ap r a c t i c a l c h a r m e l r e s o u r c ea l l o c a t i o na l g o r

18、i t h mi s d e s i g n e dt o a s s i s tt h es i m u l a t i o na n di m p l e m e n t a t i o n ．B a s e do nt h ew o r k ，t h eQ o S a b i l i t yo f I E E E 8 0 2 ．1 5 ．3M A C i sa n a l y z e d ，a n daQ o S e n h a

19、n c e m e n ts c h e m e i s a l s o p r o p o s e d ．E x t e n s i v e s i m u l a t i o n s h o w s t h a t o u r s c h e m e a c h i e v e ss i g n i f i c a n t l y l o w e rj o b f a i l u r e r a t e s ，l o w e r d