中文引用格式: 劉灝,林敏,鄭立寅,等. 基于IR-UWB的高吞吐量、低延時MAC協(xié)議硬件設(shè)計[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用,2024,50(10):44-50.
英文引用格式: Liu Hao,Lin Min,Zheng Liyin,et al. Hardware design for high throughput, low latency MAC protocol based on IR-UWB[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(10):44-50.
引言
脈沖無線電超寬帶(Impulse Radio Ultra-Wideband,IR-UWB)是一種直接利用納秒脈沖作為載體進行無線電傳輸?shù)募夹g(shù),因此UWB信號的持續(xù)時間很短,導(dǎo)致超過500 MHz的瞬時帶寬和低功率譜密度,使UWB技術(shù)相對于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)在密集多徑環(huán)境和高數(shù)據(jù)速率條件下具有顯著優(yōu)勢[1-2]。
IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)是一種常見的IR-UWB媒體接入控制(Media Access Control,MAC)協(xié)議。信道接入時延是MAC層時延的重要組成部分,由于IEEE 802.15.4 MAC協(xié)議采用TDMA與CSMA-CA混合的信道接入方式,會增加時間開銷,尤其是在傳輸大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)時,頻繁退避競爭信道產(chǎn)生的時延不能忽略,難以滿足低時延需求[3-4]。時隙空閑時間無法被有效利用,還將導(dǎo)致MAC層吞吐量不足。
本文針對大數(shù)據(jù)量無線傳輸?shù)膽?yīng)用場景,在IEEE 802.15.4 MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上,通過CSMA-CA算法為傳輸MAC命令幀競爭信道,利用確認幀快速響應(yīng),收發(fā)節(jié)點切換數(shù)據(jù)傳輸速率,從而建立點對點高效直連,為節(jié)點傳輸減少了競爭信道的次數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸時延,利用時隙空閑時間傳輸增加數(shù)據(jù)幀數(shù)量,從而增加MAC層吞吐量。
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作者信息:
劉灝,林敏,鄭立寅,于澤
(上海大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院,上海 200444)