基于UWB的工业无线监控网络MAC协议设计.pdf.pdf

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年月
第卷第期计算机工程

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· 网络与通信· 文章编号:—文献标识码: 中图分类号:
基于的工业无线监控网络协议设计
曾文,一,王宏,徐皑冬
.中国科学院沈阳自动化研究所,沈阳;.中国科学院研究生院,北京
摘要:将超宽带技术应用于工业无线网络,分析基于脉冲的超宽带技术特点——低复杂度、低功耗、低成本、抗多径衰落、抗干扰、定
位性好。讨论层协议的同步和定位性这个关键问题,提出层的设计思想和解决方案。仿真实验表明了该方案的正确性。
关键词:工业无线监控网络;超宽带;媒体访问控制层;同步;定位


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无线通信技术存在多种不同的通信技术标准,最热门的层协议设计中的关键问题
无线技术标准有:/,无线局域网,蓝牙. 同步性
,标准等,这些传统的载波无线通信技术在无线网络系统中,单个节点的能力非常有限,整个系
已经在工业监控网络系统中得到应用,但也存在诸如能耗、统所要实现的功能需要网络内所有节点相互配合共同完成。
多径衰落、噪音/干扰、工作距离等方面的问题,这些问题使时间同步在无线网络系统中起着非常重要的作用。由于
工业监控网络系统的实时性和可靠性难以保证。是近年技术使用皮秒级的脉冲,因此发射机和接收机之间取得同步
来发展十分迅速的一种通信方式。与其他无线通信技术相比, 比特的时间相当长,大约达到几毫秒。与窄带系统的微秒级
技术具有低功耗、低成本特点;多径分辨率能力极高; 的信道获取时间相比,这是超宽带系统的一个缺点,该缺点
高达厘米级的定位精度;传输速率快;带宽宽和天然的安全在一个无线多路接入环境中将严重影响媒体访问控制协议的
性等优势。因此,技术能够解决传统正弦载波通信无线执行。
电技术难以解决的问题。分析和仿真表明:即使脉冲级的跟踪偏差只有脉冲的
研究现状/相对较小的时间抖动,也会导致吞吐量的明显降低和传
到目前为止,关于系统的研究大都致力于解决物输延迟的增加,这对实时性要求极高的工业无线监控网络来
理层的传输问题, 层的研究仍处于起步阶段。而基于说是难以想象的。因此,在层的设计上考虑影响网络
技术的工业无线监控网络的层设计则是一个崭新运行的获取时间非常重要。而且使用已有的针对窄带无线系
的研究方向。统的层协议,对于基于技术的工业无线监控网络
通过对技术的物理层研究,可以发现技术显然是不适宜的。
本身所独有的特性,其适合于工业无线监控网络, 由此产生. 定位性
了基于技术的工业无线监控网络,使用的协议有: 按照传统的分层设计方法,在层执行的功能不必
,,等。考虑物理层。但是一个有效的层的设计常常需要对物
文献—】分别从不同的角度分析和阐述基于的理层的知识有准确的了解。由于技术具有较高的时间
层方面的最新研究成果,但它们都不是针对工业无线监分辨率和较强的穿透材料的能力,因此理论上可以达到厘米
控网络这一特殊应用而提出的。工业无线监控网络相对于其基金项目:国家“”计划基金资助项目
他无线网络,更关注的是数据传输的实时性,以及在恶劣的作者简介:曾文一,女,博士研究生,主研方向:工业无线
工业环境下数据