超宽带(UWB，Ultra Wide Band)技术在与传统窄带通信系统共存的情况下能够提供低功耗、高速率的数据传输服务，已逐渐成为无线通信领域研究、开发的一个热点，并被视为下一代无线通信的关键技术之一。现在绝大多数的超宽带无线通信的研究集中于物理层，对于MAC(MAC，Media Access Control)层的研究相比之下还不够深入。如何针对超宽带物理层的特性，设计相应的MAC层协议，对超宽带无线通信系统的性能提高具有十分重要的意义。 本文研究的内容为超宽带小区域无线通信媒体接入控制协议设计和优化研究，主要通过分析两大类UWB物理层方案在特定场景中的特性，有针对性地设计适合MAC协议，以提高网络吞吐率、时延等性能。最后，探讨了UWB系统MAC协议的FPGA实现方案。 本文共分为六章，主要针对本文研究的不同侧面进行分析： 第一章是绪论。首先介绍了无线网络的发展概况及其分类，然后简要介绍了无线个域网(WPAN，Wireless Personal Area Network)的几种主要技术，进而介绍了本文重点研究的UWB技术的背景与发展。最后简述了论文的安排。 第二章从UWB技术的标准化现状出发，介绍了现有的物理层和媒体接入控制层方案。其中物理层重点介绍了UWB技术两大类方案(基于脉冲的方案和基于多带OFDM的方案)各自的特性和优势，媒体接入控制层主要介绍了目前可能被成为uWB媒体接入控制标准的IEEE802．15．3标准和ECMA标准。 第三章主要研究了一种适合基于脉冲的UWB通信系统的WPAN的MAC层优化算法。首先建立了一个基于脉冲的UWB通信系统的多用户干扰模型，然后提出了在干扰限制下的基于“专属区域”的并发通信的MAC算法。相比传统的竞争接入算法(如CSMA)，该算法在同一时隙允许更多的链路并发通信，提高了网络的吞吐量和时延性能。 第四章进行基于多带OFDM技术的UWB系统的MAC层算法研究。首先研究了现有物理层和MAC层的关键技术，进而结合物理层信息，基于“最大比率合并”的接收机进一步对实际系统的MAC层中的子带和功率分配问题进行联合优化，并在“独享微微网”的场景中进行了性能分析。 第五章主要研究了基于多带OFDM技术的UWB系统MAC协议的FPGA设计。首先介绍了当前UWB芯片的研发进展，接着将现有MAC协议的功能进行了解析，对MAC协议的不同功能，分别选择了适合的器件资源实现。最后分析了物理层和媒体接入控制层之间接口的设计。 第六章总结了全文的工作，并对下一步的工作进行了展望。