本文關(guān)鍵詞：基于TDMA的自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究

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【摘要】：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)作為一種快速發(fā)展、具有廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù),越來(lái)越受到人們的關(guān)注和研究。而MAC協(xié)議位于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的第二層,是負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)共享和接入有限的信道資源的關(guān)鍵所在。通常情況下,相比于傳統(tǒng)的基于競(jìng)爭(zhēng)和退避機(jī)制的MAC協(xié)議,基于TDMA方式的MAC協(xié)議具有更好的網(wǎng)絡(luò)性能,更加適用于A(yíng)d Hoc網(wǎng)絡(luò)。TDMA-MAC協(xié)議需要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題:一是時(shí)鐘同步;二是時(shí)隙分配。由于TDMA協(xié)議需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)保持嚴(yán)格的時(shí)鐘同步,因此它是一種感知時(shí)間信息并促進(jìn)全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘趨于一致的協(xié)議。同時(shí),由于A(yíng)d Hoc網(wǎng)絡(luò)在空間上的多跳特征,會(huì)引發(fā)隱藏終端和暴露終端問(wèn)題,影響網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的有效傳輸。因此,TDMAMAC也是一種需要感知空間信息的協(xié)議,它不僅要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不同位置的節(jié)點(diǎn)間的無(wú)沖突發(fā)送,而且要充分考慮時(shí)隙的空間復(fù)用率,使得更多的節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)隙發(fā)送。為此,本文主要從時(shí)鐘同步和時(shí)隙分配兩方面研究TDMA-MAC協(xié)議。首先,本文在總結(jié)和分析現(xiàn)有時(shí)鐘同步協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種分布式的快速局部時(shí)鐘同步協(xié)議LFSP,每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)LFSP協(xié)議的同步交互過(guò)程,向其一跳鄰域內(nèi)的最快時(shí)鐘基準(zhǔn)同步,以局部同步實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘一致。仿真結(jié)果表明LFSP協(xié)議具有快速的收斂特性、較高的同步精度且對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不敏感。其次,本文針對(duì)時(shí)隙分配協(xié)議FPRP在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的缺陷和時(shí)隙分配的盲目性,提出了一種改進(jìn)的基于廣播調(diào)度的E-FPRP協(xié)議。該協(xié)議采用了基于快速解決沖突思想的多跳FCR競(jìng)爭(zhēng)算法和基于業(yè)務(wù)負(fù)載的時(shí)隙按需分配機(jī)制。并且,本文設(shè)置了眾多仿真場(chǎng)景,將E-FPRP和FPRP協(xié)議作對(duì)比。仿真結(jié)果表明,E-FPRP協(xié)議的多跳FCR算法在時(shí)隙的空間復(fù)用率、公平性和節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)成功率方面有明顯的性能優(yōu)勢(shì)。另外,在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均勻的情況下,相比于FPRP協(xié)議,E-FPRP憑借按需分配機(jī)制,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量和分組遞交率、降低了接入延遲。最后,本文針對(duì)廣播調(diào)度協(xié)議在單播調(diào)度應(yīng)用方面的缺陷,對(duì)E-FPRP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,提出了一種新的基于單播調(diào)度的SRPU協(xié)議,并且從理論設(shè)計(jì)和軟件仿真上對(duì)協(xié)議進(jìn)行論證。仿真結(jié)果表明SRPU協(xié)議相比E-FPRP有著更高的時(shí)隙空間復(fù)用率,并且有效地解決了E-FPRP的缺陷。仿真結(jié)果還表明SRPU協(xié)議相比CSMA/CA在吞吐量、接入延遲等方面有著明顯的性能優(yōu)勢(shì)。
【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】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉芳;移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1196981