發(fā)布時間：2021-12-09 04:34

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種智能硬件逐漸走入我們的生活。目前,智能家庭、智慧城市等概念層出不窮。但是,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,機器間（M2M）通信這一物聯(lián)網(wǎng)中最重要的通信方式面臨的挑戰(zhàn)也越來越大,這是因為隨著智能節(jié)點的數(shù)量呈現(xiàn)出爆發(fā)增長的趨勢,大量節(jié)點需要高效的接入網(wǎng)絡(luò),給傳統(tǒng)的隨機接入方式帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。本文將圍繞M2M通信中的隨機接入過程展開研究,研究重點在于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在大量節(jié)點時,如何降低接入碰撞概率、減小接入時延和提高網(wǎng)絡(luò)能量效率。首先,針對機器通信中大規(guī)模節(jié)點接入時易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞使得傳輸效率降低的問題,分析了單信道載波偵聽多址接入（CSMA）協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上基于降低數(shù)據(jù)包發(fā)生沖突概率、提高接入效率的思想提出了一種基于頻率分組的多信道CSMA協(xié)議。通過將信道劃分為多個子信道、節(jié)點也劃分為多組,且每一組節(jié)點對應(yīng)一個子信道的方法,降低了每一個子頻帶中參與競爭的節(jié)點數(shù)量,從而減小了發(fā)生沖突的概率,降低了時延并提高了能量效率。并且驗證了當(dāng)負(fù)載超過一定時延閾值或能效閾值時,應(yīng)用更多的子信道有助于降低接入時延、提高能量效率。其次,針對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中節(jié)點的多樣性及不同應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的不同要求,... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隨機接入時隙分布示意圖

在 CSMA 協(xié)議中，包含了多種傳輸方式，包括 1 持續(xù) CSMA及非持續(xù) CSMA，這幾種傳輸方式的具體流程已在第二章中做了詳細(xì)闡述MA 已經(jīng)在 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)中被確定作為低速數(shù)據(jù)傳輸方式[42]，在本次主要研究非持續(xù) CSMA，即數(shù)據(jù)發(fā)送節(jié)點如果偵聽到信道繁忙，則隨機等偵聽信道，直到信道空閑時立即發(fā)送數(shù)據(jù)。一個圓形小區(qū)，基站位于小區(qū)的正中間，大量 M2M 節(jié)點均勻置于該圓形小M 節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)包時采用非持續(xù) CSMA 方式。定義網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的數(shù)g ，也即流量負(fù)載，其中包含了兩個部分，分別是新數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和以前重新發(fā)送時的到達(dá)速率。為了簡化分析，我們假設(shè)確認(rèn)數(shù)據(jù)包會在另一個輸，不影響數(shù)據(jù)包的發(fā)送。此時，信道有兩種狀態(tài)，分別是閑狀態(tài)（Idle），在忙狀態(tài)時，如果有其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，則會導(dǎo)致兩次數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)生沖突信道的具體狀態(tài)可以利用圖 3.1 所示的馬爾科夫鏈表示。

組的 CSMA 協(xié)議及性能分析和分析中，所有節(jié)點在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時競爭的是整個，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點數(shù)量很多的時候，發(fā)生沖突的可能頻帶資源都將被浪費，大大降低了信道的利用率、一個數(shù)據(jù)包可能需要經(jīng)過更多次的重傳才能發(fā)送成些靠電池供電且電池不易更換的場景中會帶來很大提出了一種基于頻率分組的多信道 CSMA 協(xié)議，通將所有節(jié)點也劃分成多個組，每一個組對應(yīng)一個子頻帶發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。降低了每一個子信道中參與的情況下，每個子信道中由于節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)造成沖減少了由于發(fā)生沖突后數(shù)據(jù)重發(fā)而導(dǎo)致的能量浪費

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]隨機接入?yún)f(xié)議:研究綜述[J]. 肖瑤,周宗儀.  通信技術(shù). 2003(01)

博士論文
[1]無線局域網(wǎng)絡(luò)隨機信道接入控制機制研究[D]. 毛建兵.電子科技大學(xué) 2010

碩士論文
[1]CSMA信道接入技術(shù)優(yōu)化研究[D]. 張茗.南京理工大學(xué) 2016
[2]LTE隨機接入中的前導(dǎo)碼管理與退避算法[D]. 王偉.北京交通大學(xué) 2009



本文編號：3529927