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超宽带(Ultra-Wideband,UWB)无线传输技术以高速率、低功耗、极短脉冲著称,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入,建立一个高效的无线个域网(WPAN)。超宽带技术以前用于军用通信,目前已转向民用,利用超宽带作为底层传输技术能使数据在消费电子、个人电脑和移动设备之间进行高速、高质量的传输,摆脱线缆的限制,其杀手级应用包括无线USB2.0和无线IEEE1394。
近年来很多研究机构和学者都把注意力集中在UWB物理层技术的研究和设计上,较少对UWB媒体接入控制层(MAC层)进行研究和设计,尤其缺乏对分布式UWB无线网络的资源分配算法的研究。资源调度算法的重要性主要体现在以下三个方面:第一,在无线个域网中,业务种类繁多,资源竞争问题比较突出,特别是传输数字视频流这类实时性业务时,只有预留足够的带宽才能得到比较好的服务质量(Quality of Service,QoS),其他的QoS指标还包括时延、吞吐量、链路可靠性等;第二,虽然无线传输大大方便了用户,但是无线信道却是时变信道,信道状况随时都可能恶化,如何保证实时业务传输质量的稳定性就成为一个挑战;第三,传统的无线网络调度一般靠中心节点来实施调度功能,而在对等通信的超宽带分布式网络中,每个节点都是独立、平等的,没有特定的节点完成调度功能,如何实施资源的分配又是一个难题。实际上,非实时业务没有严格的QoS要求,可以适当的借“多余”的带宽给实时性业务。因此,为了给不同的业务合理分配系统资源,增强分布式网络实时业务的QoS,本文在研究了超宽带网络标准的基础上,结合各类业务的特点和时变信道信息,提出一种适合超宽带网络的基于借还机制的动态资源分配算法(Borrowing Scheme Based Scheduling Algorithm,BSSA)。该算法在MATLAB平台上进行了仿真,在超宽带网络的应用中表现出良好的性能。仿真结果表明,BSSA算法能够给不同类型的业务合理分配资源并尽最大可能满足实时业务在带宽方面的QoS要求,和固定资源分配算法相比,能大大提高系统资源利用率。