基于UWB的工业无线监控网络MAC协议设计.pdf

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第 34 卷 第 9 期 计 算 机 工 程 2008 5)，蓝牙 同步性
(Bluetooth)，ZigBee 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 UWB
工业监控网络系统的实时性和可靠性难以保证。UWB 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
UWB 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，UWB 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
1 研究现状 1/10(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 UWB 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，MAC 层的研究仍处于起步阶段。而基于 说是难以想象的。因此，在 MAC 层的设计上考虑影响网络
UWB 技术的工业无线监控网络的 MAC 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。