本文關鍵詞：太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議研究

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【摘要】：預測表明,到2020年左右人們對短距離無線數(shù)據(jù)速率的需求將達到數(shù)十Gbps,而現(xiàn)有無線技術除非在高效頻譜利用上取得顯著進展,否則無法滿足這些需求。太赫茲頻段具有巨大的帶寬可提供超高速率無線通信,因此吸引了大量學者的關注。太赫茲超高速無線個域網(wǎng)是一種利用太赫茲頻段進行數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)臒o線自組織網(wǎng)絡,在小于10m的工作范圍內(nèi)可滿足10~50Gbps的通信業(yè)務需求,具有廣泛的應用前景。但由于物理層技術尚不完善,太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議成果較少,當前研究主要在IEEE 802.15.3c基礎上進行。本文在現(xiàn)有相關MAC協(xié)議(如IEEE 802.15.3c、HEF-MAC、HTLD-MAC等)的基礎上,結合太赫茲超高速無線個域網(wǎng)通信業(yè)務特點,對CSMA/CA+TDMA混合接入方式深入研究并提出了兩種新的MAC協(xié)議,主要內(nèi)容包括以下兩方面:1.針對現(xiàn)有可用于太赫茲超高速無線個域網(wǎng)的MAC協(xié)議存在的CAP時段無效浪費,節(jié)點時隙請求得不到完全滿足而信道資源卻存在剩余,以及子幀正確接收卻因無法解析而需要重傳等問題,提出一種高信道利用率MAC協(xié)議——HCU-MAC(A MAC protocol of High Channel Utilization)。通過自適應取消CAP時段,在現(xiàn)有時隙分配算法基礎上設計一種更為完善的公平分配機制,以及在數(shù)據(jù)聚合時加入逆向聚合處理,提高信道利用率,降低重傳開銷和數(shù)據(jù)時延,確保節(jié)點接入公平性,更好地適用于太赫茲超高速無線個域網(wǎng)大業(yè)務量通信。2.針對動態(tài)均衡超幀結構下,現(xiàn)有相關MAC協(xié)議接入方案設計不完善,網(wǎng)絡工作不穩(wěn)定的問題;節(jié)點時隙請求幀進行重傳時,退避窗口設置不合理,信道資源無法高效利用的問題;以及CTA存在剩余浪費等問題,本文提出一種高吞吐量低時延MAC協(xié)議——HTLL-MAC(High Throughput and Low Latency MAC protocol)。通過設計一種新的接入機制,觸發(fā)PNC在適當時刻發(fā)送Beacon幀,并將該信息告知其余節(jié)點,降低Beacon幀碰撞概率,使網(wǎng)絡高效穩(wěn)定工作,動態(tài)均衡超幀結構的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮;此外動態(tài)更改重傳競爭窗口,對CTA剩余時隙充分利用,加快數(shù)據(jù)轉發(fā),減少數(shù)據(jù)時延。仿真結果表明,HTLL-MAC協(xié)議在各種不同的太赫茲超高速無線個域網(wǎng)應用場景下均有較好的網(wǎng)絡性能。最后總結全文,指出太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議接下來的研究方向。
【關鍵詞】：太赫茲 超高速 無線個域網(wǎng) MAC協(xié)議 混合接入
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN915.04
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 縮略語表12-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 本文研究內(nèi)容及結構安排17-19
• 第2章 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)及MAC協(xié)議概述19-35
• 2.1 太赫茲波及其特點19-20
• 2.2 太赫茲無線通信應用場景及MAC協(xié)議設計需求分析20-23
• 2.3 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)結構、特點及面臨的挑戰(zhàn)23-26
• 2.3.1 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)體系結構23-24
• 2.3.2 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)特點24-25
• 2.3.3 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)25-26
• 2.4 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議原理及問題分析26-34
• 2.4.1 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議設計26-27
• 2.4.2 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議超幀結構27-28
• 2.4.3 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC協(xié)議原理28-30
• 2.4.4 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)MAC工作流程30-32
• 2.4.5 現(xiàn)有相關MAC協(xié)議問題分析32-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)高信道利用率MAC協(xié)議35-60
• 3.1 問題描述35-37
• 3.2 HCU-MAC協(xié)議新機制37-41
• 3.3 HCU-MAC協(xié)議操作流程41-42
• 3.4 性能分析42-43
• 3.5 OPNET仿真工具簡介43-46
• 3.5.1 OPNET仿真工具特點44
• 3.5.2 OPNET仿真建模過程44-45
• 3.5.3 OPNET通信仿真機制45-46
• 3.6 仿真驗證46-59
• 3.6.1 HCU-MAC協(xié)議仿真建模46-51
• 3.6.2 仿真統(tǒng)計量及參數(shù)設置51-54
• 3.6.3 仿真結果及分析54-59
• 3.7 本章小結59-60
• 第4章 太赫茲超高速無線個域網(wǎng)高吞吐量低時延MAC協(xié)議60-75
• 4.1 問題描述60-62
• 4.2 HTLL-MAC協(xié)議新機制62-68
• 4.3 HTLL-MAC協(xié)議操作流程68-69
• 4.4 仿真驗證69-73
• 4.4.1 仿真統(tǒng)計量及參數(shù)設置69-70
• 4.4.2 仿真結果及分析70-73
• 4.5 本章小結73-75
• 第5章 結束語75-77
• 5.1 全文總結75-76
• 5.2 未來工作76-77
• 參考文獻77-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果83

【參考文獻】

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本文編號：1103531