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基于CRDA协议的野战局域网设计与仿真

发布时间:2018-01-25 02:43

  本文关键词: 野战局域网 智能天线 CRDA NS-2仿真 出处:《电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着对Ad Hoc网络和智能天线技术研究的不断深入,研究人员发现,将智能天线技术引入到Ad Hoc网络后,网络性能较采用传统的全向天线有很多的优势。但是随之而来的使用智能天线技术,网络也引入了一些新问题,例如“耳聋”问题,“隐藏”终端问题和“暴露”终端等。为了解决这些问题,研究人员设计了一些MAC层的协议,例如DVCS协议,MMAC协议等,但是这些协议仍然不能有效解决这些问题。CRDA协议重新设计了MAC层的控制帧和整体实现方案,可以在很大程度上解决这些问题。野战局域网是一种典型的Ad Hoc网络,应用智能天线技术,通过采用优化过后的MAC层协议,理论上可以取得较传统定向天线技术更好的性能。本文分析了几种MAC层协议,特别对CRDA协议进行了较详细的介绍。并且利用NS-2仿真软件,对CRDA协议在野战局域网中应用进行了仿真,为实际应用提供了一定的理论依据。本文的主要内容如下:1)简要介绍了Ad Hoc网络的特点,并对使用智能天线和传统的全向天线的网络性能进行了分析,对智能天线的优势和缺点进行了介绍。比较发现定向天线较传统的全向天线的在数据吞吐,发送时延等方面有很大的优势。但同时定向天线较全向天线也存在一些问题,为后面分析和解决这些问题指出了方向。2)利用MATLAB工具对经典的Capon算法和MUSIC算法进行了仿真,仿真结果表明两种算法性能都不错。比较发现,其中MUSIC由于波束增益更大,对噪声和干扰的容忍性更强,故决定使用MUSIC算法对网络进行仿真。3)通过比较IEEE.802DCF协议、DVCS协议、MMAC协议和CRDA协议。指出了CRDA协议在解决“耳聋”问题,“隐藏”节点和“暴露”节点问题上有更大的优势。4)利用C++这种面向对象的程序设计语言,对CRDA的通信节点进行了类的设计,给出了类成员对象和成员函数的定义和实现。5)利用NS-2仿真软件对典型的CRDA网络场景进行了仿真。仿真结果表明,CRDA协议能够在一定程度上解决其它MAC层协议存在的“耳聋”问题,“隐藏”节点和“暴露”节点问题。
[Abstract]:With the development of Ad Hoc network and smart antenna technology, researchers find that smart antenna technology is introduced to Ad Hoc network. The performance of the network has many advantages over the traditional omnidirectional antenna, but with the use of smart antenna technology, the network also introduces some new problems, such as "deafness". In order to solve these problems, researchers have designed some protocols of MAC layer, such as DVCS protocol and MMAC protocol. However, these protocols can not effectively solve these problems. CRDA protocol redesigns the control frame and the overall implementation of the MAC layer. Field LAN is a typical Ad Hoc network, which uses smart antenna technology and adopts optimized MAC layer protocol. In theory, we can get better performance than traditional directional antenna technology. In this paper, several kinds of MAC layer protocols are analyzed, especially the CRDA protocol is introduced in detail, and NS-2 simulation software is used. The application of CRDA protocol in field LAN is simulated, which provides a theoretical basis for practical application. The main contents of this paper are as follows: 1) the characteristics of Ad Hoc network are briefly introduced. The network performance of smart antenna and traditional omnidirectional antenna is analyzed, and the advantages and disadvantages of smart antenna are introduced. It is found that the directional antenna is more efficient than the traditional omnidirectional antenna in data throughput. Transmission delay and other aspects have great advantages, but at the same time, there are some problems in directional antenna than omnidirectional antenna. This paper points out the direction of analyzing and solving these problems. 2) the classical Capon algorithm and MUSIC algorithm are simulated by using MATLAB tool. Simulation results show that the performance of the two algorithms is good. It is found that MUSIC has better tolerance to noise and interference due to larger beam gain. Therefore, it is decided to use MUSIC algorithm to simulate the network. 3) by comparing the IEEE.802DCF protocol and DVCS protocol. MMAC protocol and CRDA protocol. It is pointed out that CRDA protocol is solving the problem of deafness. The "hidden" node and "exposed" node have more advantages. 4) using C, the object-oriented programming language, the communication node of CRDA is designed. The definition and implementation of class member object and member function are given. 5) the typical CRDA network scene is simulated by NS-2 simulation software. The simulation results show that. The CRDA protocol can solve the problem of deafness, hidden nodes and exposed nodes in other MAC layer protocols to some extent.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.5

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本文编号:1461765

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