UWB在穿戴式网络中的研究与应用—多节点协同工作MAC实现

摘要

本文主要从MAC层角度研究穿戴式信息网络多节点协同工作的问题,在分析穿戴式信息网络需求的基础上,对目前用于个域网的无线通信技术体制进行比较并选取UWB作为物理层规范,在此基础上提出基于中心控制的非对称网络体制,实现MAC层整体方案设计,对系统吞吐量进行了优化,提出动态时隙资源分配,最后通过Opnet网络仿真进一步验证了吞吐量优化的可行性。 首先,分析了穿戴式信息网络背景和发展现状,提出了穿戴式信息网络的发展方向,为穿戴式信息网络需求分析奠定基础和方向,在此基础上选取穿戴式信息网络物理层技术规范,实现提出MAC层总体方案设计,对其中部分关键技术进行了深入研究,结合实际应用提出MAC层分层思想,为下文研究奠定指导方向。 其次,在MAC层总体方案的基础上实现数据传输功能模块设计,并软件(C语言)实现大部分功能模块,对系统的吞吐量进行优化,推导出不同条件下最佳有效负载,并通过Matlab仿真验证分析,提出了动态时隙资源分配。 最后,对MAC层方案进行Opnet网络仿真,根据中心控制非对称网络特点建立仿真平台,并进一步验证了吞吐量优化的可行性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略语表

声明

第1章绪论

1.1穿戴式信息网络简介和发展状况

1.2穿戴式网络的发展趋势

1.3论文主要内容

第2章技术体制比较分析

2.1物理层技术体制分析比较

2.1.1.Bluetooth(蓝牙)

2.1.2.ZigBee

2.1.3.Wi-Fi

2.1.4.IrDA

2.1.5.UWB

2.1.6.对比小结

2.2 MAC层技术体制分析比较

2.2.1.基于中心控制方式

2.2.2.基于无中心自组织方式

2.2.3.对比小结

2.3穿戴式信息网络MAC层需求分析

2.4本章小结

第3章穿戴式信息网络MAC层设计方案

3.1 MAC层设计总体方案

3.2 MAC层基本原理

3.2.1.超帧结构[6]

3.2.2.Beacon

3.2.3. PHY和MAC服务接入[1]

3.3 MAC层功能划分

3.4同步问题[1][6]

3.5本章小结

第4章数据传输模块设计及软件实现[1][6]

4.1 MAC中数据传输模块的整体构架

4.2数据传输功能子模块的软件设计与实现

4.2.1.数据帧发送模块

4.2.2.数据帧接收模块

4.3本章小结

第5章吞吐量优化及资源分配

5.1吞吐量优化

5.1.1. CTA周期内吞吐量优化

5.1.2. CAP吞吐量优化

5.1.3.仿真结果分析论证

5.2资源分配

5.2.1.资源分配简介

5.2.2.动态时隙资源分配

5.3本章小结

第6章OPNET网路仿真

6.1 OPNET Modeler简介

6.2 OPNET Modeler网络仿真流程

6.3系统仿真模型

6.3.1.网络层建模

6.3.2.节点建模

6.3.3.进程建模

6.3.4.信道建模

6.3.5.状态实现

6.3.6.仿真结果

6.4本章小结

第7章总结及展望

7.1论文工作总结

7.2论文后续工作展望

致谢

参考文献