本文關(guān)鍵詞：基于TDMA和網(wǎng)絡(luò)編碼的低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究與節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：無線Mesh網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和商業(yè)民用領(lǐng)域。城域接入網(wǎng)的音頻和視頻業(yè)務(wù)、應(yīng)急通信等對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延特性提出了較高的要求,研究低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有十分重要的意義和價(jià)值。本文對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度算法與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)進(jìn)行了歸類綜述,闡述了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特性研究現(xiàn)狀。利用排隊(duì)論從系統(tǒng)負(fù)荷和時(shí)隙分配位置對(duì)基于TDMA的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)延進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上分析了傳輸跳數(shù)和流量分布對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的影響。針對(duì)傳統(tǒng)時(shí)隙分配協(xié)議沒有考慮時(shí)隙分布位置的問題,在分析了不同用于競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)時(shí)延的影響的基礎(chǔ)上,提出了動(dòng)態(tài)最小幀長(zhǎng)均勻時(shí)隙分配協(xié)議DMFUSAP,利用兩跳內(nèi)主時(shí)隙計(jì)算本地最小數(shù)據(jù)幀長(zhǎng),通過主時(shí)隙輪換和優(yōu)先級(jí)列表移位,使節(jié)點(diǎn)時(shí)隙均勻分布。仿真結(jié)果表明DMFUSAP協(xié)議的7跳傳輸時(shí)延比DP-TDMA協(xié)議降低了54.9%;比USAP協(xié)議降低了46.5%。考慮到路由與流量分布對(duì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的重要性,在分析了已有協(xié)議的情況下,利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),并把編碼節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)帶寬的影響考慮到協(xié)議中,提出了低時(shí)延編碼感知路由協(xié)議LDCAR。LDCAR協(xié)議在路由發(fā)起階段估算路由路徑上的節(jié)點(diǎn)時(shí)延,能夠?qū)崟r(shí)地選擇時(shí)延較短的路由。仿真結(jié)果表明,LDCAR協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均端到端時(shí)延在在請(qǐng)求到達(dá)速率為25 session/min時(shí)比DCAR協(xié)議低42.3%,比QCAR協(xié)議低21.2%。最后,本文在權(quán)衡設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)難度的基礎(chǔ)上,選擇了本文提出了兩種改進(jìn)協(xié)議算法并以FPGA為平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)。本文利用NIOS處理器設(shè)計(jì)了基于FPGA的軟硬件結(jié)合節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),能夠根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行靈活配置。測(cè)試結(jié)果表明,數(shù)據(jù)率為100Kbps時(shí),一跳時(shí)延為1.89ms,四跳時(shí)延為9.22ms;數(shù)據(jù)率為300Kbps時(shí),一跳時(shí)延為9.31ms,四跳時(shí)延為63.52ms。結(jié)果表明設(shè)計(jì)符合項(xiàng)目要求。
【關(guān)鍵詞】：無線Mesh網(wǎng)絡(luò) 時(shí)延 時(shí)分多址 網(wǎng)絡(luò)編碼 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 縮略詞表13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度算法15-16
• 1.2.2 基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)16-17
• 1.2.3 低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本文的結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第二章 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)時(shí)延理論分析21-30
• 2.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)概述21-22
• 2.2 基于TDMA的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)延分析22-25
• 2.2.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)延總體分析22-23
• 2.2.2 系統(tǒng)負(fù)荷和時(shí)隙分配位置對(duì)節(jié)點(diǎn)時(shí)延的影響23-25
• 2.3 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延分析25-29
• 2.3.1 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延模型26
• 2.3.2 傳輸跳數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的影響26-28
• 2.3.3 流量分布對(duì)網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的影響28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 動(dòng)態(tài)最小幀長(zhǎng)均勻時(shí)隙分配協(xié)議DMFUSAP30-54
• 3.1 傳統(tǒng)時(shí)隙分配協(xié)議的不足30-31
• 3.2 時(shí)隙隨機(jī)分布下不同幀長(zhǎng)的時(shí)延分析31-33
• 3.3 改進(jìn)的動(dòng)態(tài)最小幀長(zhǎng)均勻時(shí)隙分配協(xié)議33-48
• 3.3.1 避免競(jìng)爭(zhēng)沖突的幀結(jié)構(gòu)33-35
• 3.3.2 基于二叉樹的時(shí)隙管理結(jié)構(gòu)35-38
• 3.3.3 DMFUSAP協(xié)議流程38-47
• 3.3.4 協(xié)議算法復(fù)雜度分析47-48
• 3.4 仿真與性能分析48-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 低時(shí)延編碼感知路由協(xié)議LDCAR54-75
• 4.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)編碼路由的不足54
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)編碼節(jié)點(diǎn)時(shí)延的影響分析54-59
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)編碼基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)55-57
• 4.2.2 編碼節(jié)點(diǎn)的可用帶寬分析57-58
• 4.2.3 編碼節(jié)點(diǎn)時(shí)延分析58-59
• 4.3 改進(jìn)的低時(shí)延編碼感知路由LDCAR59-71
• 4.3.1 編碼節(jié)點(diǎn)及其基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)59-61
• 4.3.2 LDCAR協(xié)議流程61-70
• 4.3.3 協(xié)議算法復(fù)雜度分析70-71
• 4.4 仿真與性能分析71-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 第五章 基于SoC的無線Mesh節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與性能分析75-94
• 5.1 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案選擇75-76
• 5.2 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)平臺(tái)選擇76-78
• 5.2.1 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)76-77
• 5.2.2 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)選擇77-78
• 5.3 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵模塊設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證78-90
• 5.3.1 NIOS處理器可配置寄存器設(shè)計(jì)78-80
• 5.3.2 物理層接.設(shè)計(jì)與驗(yàn)證80-84
• 5.3.3 MAC控制狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證84-88
• 5.3.4 網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證88-90
• 5.4 測(cè)試結(jié)果與性能分析90-92
• 5.5 本章小結(jié)92-94
• 第六章 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 工作總結(jié)94-95
• 6.2 研究展望95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀碩士期間的研究成果101-102

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王寶英;付淵;夏禹;;基于ZigBee技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2013年08期

2 萬馬良;廉迎戰(zhàn);;基于室內(nèi)WSN覆蓋問題研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2013年08期

3 姚信威;王萬良;吳騰超;岑躍峰;;不同調(diào)制機(jī)制下無線傳感網(wǎng)收發(fā)器能耗優(yōu)化模型[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2013年08期

4 薛志斌;曾建潮;胡豁生;薛頌東;;移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)覆蓋搜索控制算法[J];復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué);2013年03期

5 米守防;;基于LEACH協(xié)議的鏈?zhǔn)酱仡^節(jié)能路由算法[J];大連民族學(xué)院學(xué)報(bào);2013年05期

6 岳有軍;李強(qiáng);趙輝;王紅君;;基于非線性電池模型的WSNs節(jié)能技術(shù)研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年11期

7 牟金平;周武能;王天波;冀川;;無標(biāo)度無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的同步[J];復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué);2013年03期

8 于劍飛;魏陽;張秩惟;石美憲;;ZigBee系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和射頻分析及其射頻測(cè)試方法研究[J];電信網(wǎng)技術(shù);2013年09期

9 陶安;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由調(diào)度優(yōu)化方法研究[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2013年36期

10 李家斌;陳燕;;WSN中節(jié)點(diǎn)布置優(yōu)化的一種改進(jìn)PSO算法[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2013年30期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李剛;何斌;沈潤(rùn)杰;;基于簇間多跳的非均勻分簇LEUC算法[A];虛擬運(yùn)營(yíng)與云計(jì)算——第十八屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2013年

2 Lidong Zhai;Zhilei Wang;Yujia Zhu;Daiyong Quan;;A Spatial Correlation-Based Wireless Routing Algorithm[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

3 Haikuan Wang;Lin Li;Jingqi Fu;Weihua Bao;Tianyi Wang;;The Design and Implementation of Dual-mode Wireless Sensor Network for Remote Machinery Condition Monitoring[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

4 Fei Du;Jianping Lv;;A Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks[A];2012年計(jì)算機(jī)應(yīng)用與系統(tǒng)建模國(guó)際會(huì)議論文集[C];2012年

5 YAN Dongmei;WANG Jinkuan;;Sensor Scheduling Target Tracking-oriented with Wireless Sensor Network[A];第25屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2013年

6 張金城;楊威;范啟雄;王淑萍;;基于WSN的森林火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)研究[A];國(guó)家安全地球物理叢書（九）——防災(zāi)減災(zāi)與國(guó)家安全[C];2013年

7 肖廣兵;陳勇;呂立亞;;便攜式HEV動(dòng)力電池故障診斷儀的設(shè)計(jì)[A];2013中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

8 Wenye Meng;Baoqi Huang;Guanglai Gao;;A Novel Approach to NLOS Identification in Sensor Localization[A];第26屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2014年

9 Liu Mengyao;Zhang Yanyan;Xia Li;;Ring-Based Security Energy-Efficient Routing Protocol for WSN[A];第26屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2014年

10 YAN Dongmei;;Sensor Scheduling Based on Predicion[A];第26屆中國(guó)控制與決策會(huì)議論文集[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王學(xué)貴;基于多傳感器信息融合的火災(zāi)危險(xiǎn)度分布確定系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 吳宣夠;基于壓縮感知的大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)數(shù)據(jù)收集研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 劉剛;無線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇問題研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 王海仁;壓電復(fù)合結(jié)構(gòu)的非線性多場(chǎng)耦合作用分析及壓電俘能器實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

5 程文波;約束條件下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2013年

6 王正杰;礦井復(fù)雜環(huán)境無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署策略關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

7 劉然;移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下高效流媒體分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

8 李萬潤(rùn);基于模型修正與時(shí)序分析的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

9 蔡雪蓮;無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)接入和路由關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

10 何寧輝;船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 高武雙;基于GPS/DR多傳感器移動(dòng)定位方法研究[D];安徽建筑工業(yè)學(xué)院;2012年

2 衣思超;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)代理機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)[D];沈陽師范大學(xué);2013年

3 張杰;車載自組網(wǎng)認(rèn)知區(qū)分路由協(xié)議研究[D];大連海事大學(xué);2013年

4 李路;基于多傳感器的人體運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別研究[D];山東大學(xué);2013年

5 張學(xué)艷;射頻識(shí)別室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];山東大學(xué);2013年

6 葉周全;基于物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的車輛安防系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2013年

7 仇必青;移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

8 孫奎全;具有巡邏功能的實(shí)驗(yàn)室WSN安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2013年

9 范曉輝;鏈狀線型WSN中基于梯度的分簇成鏈算法研究[D];鄭州大學(xué);2013年

10 周玲玲;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中源位置隱私保護(hù)方法研究[D];安徽大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：941253