發(fā)布時(shí)間：2020-03-22 12:08

【摘要】：無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad-hoc網(wǎng)絡(luò))是一個(gè)無(wú)中心,多跳的對(duì)等分布式網(wǎng)絡(luò),具有高效、便捷部署的特點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施的通信場(chǎng)合。在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)兼具通信節(jié)點(diǎn)和路由器的功能,它是無(wú)線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合。Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議協(xié)調(diào)多節(jié)點(diǎn)訪問共享信道,對(duì)下連接物理層,對(duì)上承接網(wǎng)絡(luò)層,MAC層的效率對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響至關(guān)重要。在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下,由于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓鸬臒o(wú)線通信鏈路失效、時(shí)隙合并碰撞等現(xiàn)象對(duì)MAC協(xié)議性能產(chǎn)生較大影響。目前,多數(shù)的文獻(xiàn)對(duì)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議性能的分析都是通過仿真分析的。事實(shí)上,從理論上分析移動(dòng)節(jié)點(diǎn)作為入侵終端對(duì)MAC協(xié)議的影響具有較好的理論意義和現(xiàn)實(shí)需求。因此,本文對(duì)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的性能進(jìn)行研究,本文主要內(nèi)容如下:首先,時(shí)隙同步是TDMA協(xié)議正常工作的必要前提。由于無(wú)線組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)隨機(jī)幾何圖(RGG),本文分析推導(dǎo)了隨機(jī)幾何圖的度分布與分布式同步算法收斂速度的關(guān)系。其次,動(dòng)態(tài)分配TDMA協(xié)議中待發(fā)送數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在一幀的開始階段預(yù)約業(yè)務(wù)時(shí)隙,以實(shí)現(xiàn)時(shí)隙的動(dòng)態(tài)分配。本文通過建立一階馬爾可夫模型,推導(dǎo)了這一類協(xié)議在飽和狀態(tài)下的吞吐量表達(dá)式。并分別從數(shù)值分析和仿真分析中得到這一類協(xié)議的吞吐量與接入概率,節(jié)點(diǎn)數(shù)量和一幀時(shí)隙總數(shù)之間的關(guān)系。最后,節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)引起的“入侵終端”會(huì)對(duì)MAC協(xié)議性能造成影響。本文結(jié)合車輛移動(dòng)模型,在給定節(jié)點(diǎn)密度時(shí),分別推導(dǎo)了飽和狀態(tài)下,通信鏈路失效概率和時(shí)隙的合并碰撞概率,結(jié)合通信鏈路失效概率和時(shí)隙的合并碰撞概率進(jìn)一步推導(dǎo)了 TDMA協(xié)議的吞吐量,并分別從數(shù)值分析和仿真分析中得到行駛速度標(biāo)準(zhǔn)差與鏈路失效概率、合并碰撞概率和吞吐量之間關(guān)系。
【圖文】：

動(dòng)通信方式充滿了期待。由于傳統(tǒng)的移動(dòng)通信通常需要借助固定基礎(chǔ)設(shè)用戶進(jìn)行通信，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速部署，缺少靈活性。特別地，在醫(yī)療救險(xiǎn)以及軍事戰(zhàn)場(chǎng)等緊急特殊場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)便無(wú)法發(fā)揮作用。不依賴固定基礎(chǔ)設(shè)施的移動(dòng)通信方式，一種被稱為無(wú)線自組織網(wǎng)ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，引發(fā)了學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注并進(jìn)行深入研究逡逑ｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)概述逡逑ｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)無(wú)中心、多跳的分組網(wǎng)絡(luò)。它通常由若干個(gè)配備無(wú)線的移動(dòng)設(shè)備組成臨時(shí)的多跳自治系統(tǒng)。這些移動(dòng)終端都是對(duì)等的且具有，它們通過無(wú)線連接構(gòu)成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，如圖１－１所示。此類網(wǎng)一些特殊緊急場(chǎng)景中獨(dú)立工作，也可應(yīng)用為因特網(wǎng)或者蜂窩無(wú)線網(wǎng)的邊

１．１．２邋Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型與ＭＡＣ協(xié)議設(shè)計(jì)要求逡逑參照ＯＳＩ的７層協(xié)議模型［１１］，可以將現(xiàn)有的Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型劃分為５逡逑層，分別為物理層、媒體接入控制層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層［１２］，，如圖１－２逡逑所示。位于第二層的媒體接入控制（ＭＡＣ）層連接網(wǎng)絡(luò)層和物理層，其功能是逡逑統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)多節(jié)點(diǎn)共享有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。逡逑應(yīng)用服務(wù)邐應(yīng)用層逡逑傳輸服務(wù)邐傳輸層逡逑轉(zhuǎn)發(fā)和路由邐網(wǎng)絡(luò)層逡逑鏈路控制層逡逑邐媒體接入控制層逡逑信道接入逡逑無(wú)線信道邐物理層逡逑圖１－２邋Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型逡逑Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)中的信道是無(wú)線廣播信道，它由網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)共享。因此對(duì)逡逑節(jié)點(diǎn)訪問信道進(jìn)行控制是ＭＡＣ協(xié)議需要解決的核心問題。相比于有線網(wǎng)絡(luò)，逡逑Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線帶寬資源相對(duì)匱乏，這要求設(shè)計(jì)的ＭＡＣ協(xié)議能夠高效充分地逡逑利用寶貴的信道資源。同時(shí)，良好的ＭＡＣ協(xié)議是支持不同業(yè)務(wù)ＱｏＳ的關(guān)鍵［１３］。逡逑因此對(duì)Ａｄ－ｈｏｃ網(wǎng)絡(luò)的ＭＡＣ協(xié)議進(jìn)行研宄具有重要的意義。逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2595021