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基于MAC层和PHY层的高速WPAN QoS研究——一种新的定向媒体接入控制分配D-MACS方案

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摘要

近年来,全球通信的宽带化、无线化、个人化需求推动着无线接入的研究。由于便携式产品的发展和应用需求的迅速增长,促成了无线个域网(WPAN)技术的诞生,使无线接入的产业链日趋完善。无线个域网(WPAN)目前以自成网络的内部应用为主,其与蜂窝网、互联网等多种网络共存和相互融合的问题还需要深入研究。多网融合必然要求网络和终端更加智能化,由于目前WPAN技术还不成熟,因而其实际应用将面临较大挑战。目前蓝牙仍被大多数业界人士誉为最具广阔前景的WPAN技术,其推广应用程度标志着无线个域网的实用化程度。然而蓝牙的传输速率限制了其应用拓展,而IEEE802.15.3由于比蓝牙具有更高的数据速率、更全面的业务及QoS支持、更短的连接时间等特点,得到了业界的广泛关注[1]。
   本文在深入研究IEEE802.15.3协议的基础之上,在OPNET Modeler仿真环境下建立了IEEE802.15.3模型;提出通过在物理层采用定向天线替代原协议中的全向天线,在原CTA时间周期内采用严格TDMA接入机制的基础上引入SDMA机制,当网络拓扑满足判决条件的时候采用两种接入机制共同协作的D-MACS方案,使得即使时间重叠的情况下也能有多对数据传输能分配到信道资源。在IEEE802.15.3模型基础上,进一步搭建了新的D-MACS方案的模型;在相同场景,相同参数设置条件下对两个模型比较仿真试验结果,证明新的方案相对于原协议改进了其QoS性能,有效的提高了系统的吞吐量和端到端延迟。同时建立的IEEE802.15.3模型采用了标准的接口,能被直接移植到以后的相关研究模型中,对于后续的研究很有实用价值。

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