设计应用

基于IR-UWB的高吞吐量、低延时MAC协议硬件设计

作者：刘灏，林敏，郑立寅，于泽
发布日期：2024-10-12
来源：电子技术应用

引言

脉冲无线电超宽带（Impulse Radio Ultra-Wideband，IR-UWB）是一种直接利用纳秒脉冲作为载体进行无线电传输的技术，因此UWB信号的持续时间很短，导致超过500 MHz的瞬时带宽和低功率谱密度，使UWB技术相对于传统通信系统在密集多径环境和高数据速率条件下具有显著优势[1-2]。

IEEE 802.15.4标准是一种常见的IR-UWB媒体接入控制（Media Access Control，MAC）协议。信道接入时延是MAC层时延的重要组成部分，由于IEEE 802.15.4 MAC协议采用TDMA与CSMA-CA混合的信道接入方式，会增加时间开销，尤其是在传输大数据量业务时，频繁退避竞争信道产生的时延不能忽略，难以满足低时延需求[3-4]。时隙空闲时间无法被有效利用，还将导致MAC层吞吐量不足。

本文针对大数据量无线传输的应用场景，在IEEE 802.15.4 MAC协议的基础上，通过CSMA-CA算法为传输MAC命令帧竞争信道，利用确认帧快速响应，收发节点切换数据传输速率，从而建立点对点高效直连，为节点传输减少了竞争信道的次数和数据传输时延，利用时隙空闲时间传输增加数据帧数量，从而增加MAC层吞吐量。


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作者信息：

刘灏，林敏，郑立寅，于泽

（上海大学 通信与信息工程学院，上海 200444）


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IEEE802.15.4 高速数据传输 高吞吐量 低延时 MAC协议

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