移動自組織網(wǎng)絡(luò)是一種無中心、自組織的無線網(wǎng)絡(luò),因其快速部署、抗毀性強等特點正在得到越來越廣泛的應用,是未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。定向天線是一種新型的物理層技術(shù),具有傳輸距離遠、傳輸速率高、抗干擾能力強的特點。為了提升移動自組織網(wǎng)絡(luò)的性能,寬帶自組網(wǎng)通信設(shè)備越來越多地采用定向天線。相對于全向傳輸,定向成功傳輸?shù)臈l件更為嚴格,如何實現(xiàn)分布式的鏈路調(diào)度成為定向自組網(wǎng)的MAC協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)。同時,如何充分利用定向傳輸?shù)目臻g復用增益來提高整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力,成為定向自組網(wǎng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵問題。本文研究的自組網(wǎng)設(shè)備采用“全向+定向”的傳輸方式,在定向天線的基礎(chǔ)上增加一部支持多方向同時接收的全向天線,用于節(jié)點快速入網(wǎng)和控制信息的接收。MAC協(xié)議的設(shè)計基于TDMA協(xié)議,重點進行了兩個部分的研究,一是基于干擾抑制的分布式鏈路調(diào)度算法,二是鏈路共存測試算法。鏈路調(diào)度采用時隙預分配和動態(tài)預約相結(jié)合的方式,針對時隙動態(tài)預約必需的篩除干擾時隙過程,提出一種利用角度值來量化干擾波束覆蓋范圍的干擾時隙判定方法,有效地降低了預約鏈路引入的網(wǎng)絡(luò)干擾。鏈路共存測試通過實際的鏈路傳輸來測試新建立的鏈路是否存在干擾,并對干擾鏈路進行釋放。采用將共存測試過程“織入”鏈路調(diào)度過程的方式,極大地降低了共存測試所耗費的時間;針對參與測試鏈路的選擇,提出了一種基于全向接收檢測的選擇方法,只將那些具有較大可能性產(chǎn)生干擾或被干擾的鏈路納入測試的范圍,既減少了共存測試耗費的開銷也提高了測試的有效性;測試出干擾存在即對干擾鏈路進行釋放,盡可能地減少時隙資源的浪費。本文使用OPNET仿真工具對所設(shè)計的移動自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議進行建模仿真,通過設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲、節(jié)點密度和業(yè)務(wù)負載等參數(shù)來檢驗鏈路調(diào)度算法和共存測試算法的性能。仿真結(jié)果表明,基于干擾抑制的鏈路調(diào)度算法可以有效地篩除干擾時隙,從而降低鏈路干擾,而在增加了鏈路共存測試算法后,網(wǎng)絡(luò)中干擾鏈路的數(shù)量進一步地減少,網(wǎng)絡(luò)的吞吐量等性能得到有效的提升。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

接收完成后回到空閑狀態(tài)。在實際的 OPNET 進程模型編輯器中，關(guān)于 IS-TDMA 協(xié)議的進程模型編寫如圖4.4 所示，圖中在進入 INIT_NET 狀態(tài)機之前的部分，全部用于節(jié)點的建網(wǎng)和入網(wǎng)過程，而之后的 NET 狀態(tài)的各種狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程用于鏈路調(diào)度和鏈路共存測試。圖 4.4 實際仿真中的進程模型示意圖

圖 4.5 節(jié)點模型示意圖塊，用于產(chǎn)生向網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點發(fā)送的業(yè)務(wù)產(chǎn)生的速率進行控制；負責接收下層行業(yè)務(wù)接收統(tǒng)計。議模塊，調(diào)用 4.1.2 節(jié)編寫的進程模型，是天線控制模塊，用于控制定向天線調(diào)整指和全向模式之間的切換。：無線發(fā)/收信機模塊，用于將來自上層模送至上層模塊。ntenna：定向/全向天線模塊，定向天線用線用于控制數(shù)據(jù)的輔助接收，Antenna 模型

第四章 計算機仿真與結(jié)果分析封裝有節(jié)點模型的設(shè)備節(jié)點，并且對網(wǎng)絡(luò)場景的區(qū)域大小和節(jié)點的通信距離等進置。本文所使用的仿真場景為一塊20k m 20km大小的區(qū)域，單個節(jié)點的最大通離為15km，場景中節(jié)點的數(shù)量以及所有節(jié)點構(gòu)成的拓撲形狀可以根據(jù)不同的仿求進行修改。如圖 4.6a 和圖 4.6b 即為常見的全連通網(wǎng)絡(luò)和多跳網(wǎng)絡(luò)的拓撲模型

【參考文獻】

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本文編號：2821757