本文關(guān)鍵詞：基于定向天線Ad Hoc網(wǎng)絡的MAC協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近幾年來,由于無線Ad Hoc網(wǎng)絡的組網(wǎng)靈活性強、支持移動性、易于迅速展開、系統(tǒng)整體抗毀能力強和系統(tǒng)成本低等高實用性的特點,被廣泛應用于災難重建和營救、數(shù)字化與自動化戰(zhàn)場、農(nóng)業(yè)以及人民生活等網(wǎng)絡場景中。然而,隨著移動網(wǎng)絡部署面積的擴大和網(wǎng)絡容量以及網(wǎng)絡帶寬需求的增加,全向Ad Hoc網(wǎng)絡已經(jīng)無法得到滿足。因此引入定向天線,利用定向天線在天線增益、傳輸范圍和抗干擾能力的優(yōu)勢,可以極大改善移動Ad Hoc網(wǎng)絡的性能。然而在無線Ad Hoc網(wǎng)絡中應用定向天線,就不可避免的要重新設(shè)計接入?yún)f(xié)議,使定向天線的性能和優(yōu)勢得以發(fā)揮。因此本文對無線Ad Hoc網(wǎng)絡中定向接入機制進行了研究。因為采用基于競爭的CSMA協(xié)議會帶來碰撞問題,以及考慮到網(wǎng)絡實時性,本文的MAC協(xié)議選用TDMA算法進行設(shè)計,時隙的分布式分配通過每個節(jié)點維護的位置信息表完成。鄰居發(fā)現(xiàn)采用全向周期性發(fā)送hello包,接收節(jié)點接收hello包并通過更新位置信息表的方式發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點,與此同時介紹了不同的定向鄰居發(fā)現(xiàn)。本文設(shè)計的接入?yún)f(xié)議在每個時隙中增加一個競爭階段,可同時滿足最多2個節(jié)點進行數(shù)據(jù)收發(fā),以實現(xiàn)空間復用。時隙競爭階段,沒有采取以往傳統(tǒng)的CSMA競爭機制,取而代之的是二進制倒計時機制,利用節(jié)點MAC地址唯一性產(chǎn)生的忙音序列進行競爭,完全避免了節(jié)點接入過程引起的碰撞和退避。本文還改進了二進制倒計時機制,實現(xiàn)支持優(yōu)先級。本接入機制還具備有助于減小干擾、降低能耗的自適應功率控制功能。本文最后理論分析了無線Ad Hoc網(wǎng)絡的吞吐量和平均發(fā)送時延,并在仿真軟件MATLAB上設(shè)置相應場景對理論分析進行驗證,得到相似的仿真結(jié)果。還對本文提出的定向接入機制與傳統(tǒng)的全向TDMA接入機制、IEEE 802.11、DMAC和MMAC在NS2仿真軟件上進行仿真對比。從結(jié)果得出,本文提出的基于定向TDMA協(xié)議在吞吐量、平均延時、丟包率和功率效率多項網(wǎng)絡性能上有顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：TDMA 定向天線 無線Ad Hoc網(wǎng)絡
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 本論文的研究背景和意義11
• 1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡引入定向天線11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀12-14
• 1.4 研究內(nèi)容14-15
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 Ad Hoc網(wǎng)絡及MAC協(xié)議簡介17-24
• 2.1 Ad Hoc網(wǎng)絡概述17-22
• 2.1.1 Ad Hoc網(wǎng)絡的特點17-18
• 2.1.2 Ad Hoc網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)18-20
• 2.1.3 Ad Hoc網(wǎng)絡的應用20-21
• 2.1.4 Ad Hoc網(wǎng)絡的接入技術(shù)21-22
• 2.2 經(jīng)典的MAC協(xié)議22-23
• 2.2.1 ALOHA協(xié)議22
• 2.2.2 載波偵聽多址訪問協(xié)議22
• 2.2.3 基于控制分組握手的訪問控制協(xié)議22
• 2.2.4 IEEE 802.11協(xié)議22-23
• 2.2.5 忙音類多址訪問協(xié)議23
• 2.3 小結(jié)23-24
• 第三章 定向接入的研究與分析24-38
• 3.1 定向天線的模型分析24-29
• 3.1.1 定向天線的基本分類24-26
• 3.1.2 定向天線的天線模型26-29
• 3.2 定向Ad Hoc網(wǎng)絡存在的問題29-31
• 3.2.1 聽不見問題29
• 3.2.2 隱藏終端問題29-30
• 3.2.3 鄰居定位和鄰居發(fā)現(xiàn)問題30-31
• 3.3 改進的定向MAC協(xié)議31-37
• 3.3.1 基于隨機的定向MAC協(xié)議31-34
• 3.3.2 基于調(diào)度的定向MAC協(xié)議34-35
• 3.3.3 Ad Hoc網(wǎng)絡定向MAC協(xié)議的比較35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于TDMA定向MAC協(xié)議的設(shè)計與理論分析38-57
• 4.1 基于TDMA定向MAC協(xié)議的場景38-40
• 4.1.1 網(wǎng)絡拓撲38-39
• 4.1.2 定向天線39
• 4.1.3 空間復用39-40
• 4.2 基于TDMA定向MAC協(xié)議的框架40
• 4.3 基于TDMA定向MAC協(xié)議的模塊40-47
• 4.3.1 同步40-41
• 4.3.2 鄰居發(fā)現(xiàn)41-43
• 4.3.3 自適應功率控制43-44
• 4.3.4 時隙競爭44-45
• 4.3.5 時序設(shè)計45-47
• 4.4 基于TDMA定向MAC協(xié)議的工作流程47-49
• 4.5 基于TDMA定向MAC協(xié)議的特點49-50
• 4.6 基于TDMA定向MAC協(xié)議理論分析50-53
• 4.6.1 網(wǎng)絡吞吐量50-52
• 4.6.2 平均延遲52-53
• 4.7 理論分析驗證53-55
• 4.7.1 理論仿真場景設(shè)置53-54
• 4.7.2 理論仿真結(jié)果分析54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-57
• 第五章 基于TDMA定向MAC協(xié)議的性能仿真57-69
• 5.1 NS2介紹57-60
• 5.2 場景設(shè)置60
• 5.3 仿真結(jié)果分析60-68
• 5.3.1 天線扇區(qū)數(shù)對性能的影響61-63
• 5.3.2 節(jié)點密度對性能的影響63-65
• 5.3.3 數(shù)據(jù)速率對性能的影響65-67
• 5.3.4 能量效率67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69
• 6.2 工作展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 聶春雷;;計算機MAC地址和IP地址的探討[J];電腦知識與技術(shù);2006年11期

2 張明;瞿朝成;徐剛;郭小燕;;MAC地址深入解析[J];甘肅高師學報;2006年05期

3 ;“美國制造”新款Mac電腦即將上市 起價為2999美元[J];黑龍江科技信息;2013年36期

4 ;全新驅(qū)動 免費升級——惠普推出支持Mac的驅(qū)動程序[J];計算機與網(wǎng)絡;2003年05期

5 陳冬霞;了解你的Mac機 提高內(nèi)存利用率[J];桌面出版與設(shè)計;1997年04期

6 陳玉娟,劉菲;關(guān)于IP地址與MAC地址的轉(zhuǎn)換研究[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟;2003年08期

7 安建偉;周賢偉;黃歡;武曉博;;車載自組網(wǎng)MAC層的安全問題研究[J];計算機應用研究;2009年05期

8 孫寧;陸安江;張正平;;星形無線網(wǎng)絡專用MAC協(xié)議SNS-MAC[J];信息技術(shù);2010年04期

9 ;強制退出Mac程序的六種方法[J];計算機與網(wǎng)絡;2012年05期

10 悠然;;Mac電腦2009年新款九大變化[J];數(shù)碼先鋒;2009年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐潔磐;柏文陽;;基于MAC的數(shù)據(jù)庫安全模型探討[A];第十八屆全國數(shù)據(jù)庫學術(shù)會議論文集（研究報告篇）[C];2001年

2 林鐘楷;程良倫;;Hs-MAC:一種針對突發(fā)大規(guī)模接入的無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議[A];中國自動化學會中南六�。▍^(qū)）2010年第28屆年會·論文集[C];2010年

3 余晟;;無線局域網(wǎng)中MAC層阻塞攻擊分析[A];全國計算機安全學術(shù)交流會論文集（第二十四卷）[C];2009年

4 李金偉;;關(guān)于TP文件狀態(tài)修改的實用MAC[A];四川省通信學會2005年學術(shù)年會論文集[C];2005年

5 鄒媛媛;劉曉華;;具有模型不確定性的單值MAC魯棒性分析(英文)[A];第二十三屆中國控制會議論文集（上冊）[C];2004年

6 陳瀟;余敬東;;移動Ad Hoc網(wǎng)絡MAC協(xié)議：FPRP和改進的FPRP[A];第五屆中國通信集成電路技術(shù)與應用研討會會議文集[C];2007年

7 李文;應啟戛;;以太網(wǎng)與控制網(wǎng)的MAC層仿真評估[A];首屆信息獲取與處理學術(shù)會議論文集[C];2003年

8 李長樂;李建東;蔡雪蓮;;WLAN有效支持智能天線應用的MAC協(xié)議[A];2004’中國通信學會無線及移動通信委員會學術(shù)年會論文集[C];2004年

9 倪衛(wèi)國;鐘泰迪;;兩種靶控輸注濃度瑞芬太尼對七氟醚MAC_(BAR)的影響[A];2006年浙江省麻醉學學術(shù)年會論文匯編[C];2006年

10 楊雙懋;郭偉;蘇儉;;多跳無線網(wǎng)絡MAC協(xié)議研究[A];2006中國西部青年通信學術(shù)會議論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 MAC;巧妙捆綁IP地址與MAC地址[N];計算機世界;2004年

2 本報記者 王春超;亞馬遜推Mac下載商店 正面挑戰(zhàn)蘋果獨大格局[N];通信信息報;2011年

3 易文;Mac電腦迎新版辦公軟件Office 2008本月推出[N];電子資訊時報;2008年

4 本報記者 吳舒嫻;蘋果Mac瞄準中國市場 庫克借明星效應強化融合[N];通信信息報;2012年

5 棠棠;用“MAC地址控制”管理局域網(wǎng)用戶[N];電腦報;2004年

6 孫成;快速綁定動態(tài)IP和MAC地址[N];電腦報;2004年

7 ;蘋果Mac機可能采用英特爾芯片[N];計算機世界;2005年

8 本報記者 廖慶升;蘋果將推Mac應用商店 或改變PC廠商商業(yè)模式[N];通信信息報;2010年

9 河南 徐安峰;快速批量綁定MAC地址和IP地址[N];電腦報;2003年

10 江蘇 繆紅燕;PC與MAC互連大全[N];電腦報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 習勇;信道自適應的交叉層MAC協(xié)議設(shè)計研究[D];國防科學技術(shù)大學;2006年

2 岳然;基于Ad hoc網(wǎng)絡的MAC協(xié)議的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 黃聯(lián)芬;基于環(huán)境認知的無線Mesh網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究[D];廈門大學;2008年

4 劉月陽;無線分布式網(wǎng)絡中基于能量的路由算法和MAC算法研究[D];北京郵電大學;2006年

5 肖峻峰;無線網(wǎng)絡MAC協(xié)議性能分析與改善[D];北京郵電大學;2006年

6 何敏;移動Ad Hoc網(wǎng)絡MAC協(xié)議研究[D];電子科技大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高樂;無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議自適應優(yōu)化策略研究[D];南京理工大學;2015年

2 吳昊;面向能耗均衡的低占空比MAC協(xié)議研究與設(shè)計[D];山東大學;2015年

3 魯璐;基于定向天線Ad Hoc網(wǎng)絡的MAC協(xié)議研究[D];電子科技大學;2015年

4 郝帥;車載自組織網(wǎng)絡下的MAC協(xié)議研究[D];西安電子科技大學;2013年

5 肖儀;基于WAVE的車載自組織網(wǎng)絡MAC協(xié)議研究[D];湖南大學;2012年

6 程明策;基于混合天線模式的無線自組織網(wǎng)MAC協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘇州大學;2013年

7 楊浩;M-MAC:一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議[D];上海交通大學;2013年

8 秦朗;基于SMAC的移動傳感器網(wǎng)絡低能耗MAC協(xié)議設(shè)計[D];西北大學;2013年

9 李媛媛;MAC改性瀝青SMA在高等級公路罩面中的應用研究[D];山東科技大學;2010年

10 張娜;無線局域網(wǎng)MAC層協(xié)作通信改進算法研究[D];山東大學;2012年

  本文關(guān)鍵詞：基于定向天線Ad Hoc網(wǎng)絡的MAC協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：314805