一种基于Ad Hoc网络的单信道MAC层功率控制协议

发布时间：2017-06-25 05:10

  本文关键词：一种基于Ad Hoc网络的单信道MAC层功率控制协议，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动自组织网络(Ad Hoc)是一种由一系列移动节点组成的对等式网络,它无需基础通信设施支持,网络中的节点拓扑结构动态变化,节点之间采用无线方式通信。网络中所有的节点都具有路由和转发数据的能力,随时可以组成一个小区域通信系统。AdHoc网络可以被广泛地运用于战场通信、传感器网络、医疗与警察部门的抢险救灾等众多领域,具有非常重要的战略意义。本文深入分析Ad Hoc网络中的功率控制问题,提出了一种基于Ad Hoc网络的单信道的MAC层功率控制协议SCPCMAC。其中,每个节点动态的维护一张邻居节点信息表,在控制包中包括发送功率和容许接收干扰功率,通过交换两个通信节点之间的控制信息来决定节点之间数据包的发送功率,并限制周围邻居节点的发送功率,通过有效地分配每个节点的最大可容忍干扰功率,有效地提升网络实际的无线信道空间复用度。该协议不仅有效解决了隐藏终端问题,而且在节点通信的过程中,不会绝对地限制邻居节点的合理通信,有效提高了网络无线信道的复用度,网络中端到端的吞吐量和能量使用效率得到有效提升。根据无线信号衰减模型和无线信号信噪比接收门限的理论依据,在理论分析上SCPCMAC协议可以有效分配每个节点的最大可容忍干扰功率,提升网络实际的无线信道空间复用度,进而提升数据发送的并行度。在NS2网络模拟平台上将SCPCMAC协议与ATPMAC协议进行仿真实验对比,结果表明,该协议不仅能有效提高网络吞吐量,还能降低产生单位吞吐量消耗的能量。
【关键词】：Ad Hoc网络 MAC协议 单信道 功率控制 空间复用度
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 Ad Hoc网络发展历程和应用场景9-10
• 1.2.1 Ad Hoc网络发展历程9-10
• 1.2.2 Ad Hoc网络的应用场景10
• 1.3 Ad Hoc网络特点10-11
• 1.4 国内外研究现状11-16
• 1.4.1 MAC协议研究现状12-14
• 1.4.2 功率控制的研究现状14-16
• 1.5 本文研究的意义和方向16-17
• 2 IEEE802.1 1MAC协议介绍17-24
• 2.1 IEEE802.11标准17
• 2.2 IEEE802.11 DCF协议分析17-23
• 2.2.1 帧间间隔策略18-19
• 2.2.2 二进制指数随机退避策略19-20
• 2.2.3 载波侦听策略20-21
• 2.2.4 RTS/CTS握手策略21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 单信道MAC层功率控制与ATPMAC协议概述24-32
• 3.1 MAC层功率控制24-28
• 3.1.1 MAC层功率控制的原因24-25
• 3.1.2 MAC层功率控制的方法25-27
• 3.1.3 MAC层功率控制的理论依据27-28
• 3.2 基本功率控制协议28
• 3.3 自适应的单信道MAC层功率控制协议(ATPMAC)28-30
• 3.4 本章小结30-32
• 4 SCPCMAC协议32-42
• 4.1 分配最大可容忍干扰功率(MTI)32-34
• 4.2 SCPCMAC协议介绍34-38
• 4.2.1 协议思想34-35
• 4.2.2 主要数据结构35-38
• 4.3 SCPCMAC协议流程38-41
• 4.4 本章小结41-42
• 5 仿真实验与分析42-57
• 5.1 NS2仿真软件与相关工具分析42-44
• 5.1.1 NS2仿真软件42
• 5.1.2 NS2下的Ad Hoc网络模拟42-44
• 5.1.3 数据分析和绘图工具44
• 5.2 NS2仿真场景与TCL脚本程序44-47
• 5.2.1 仿真参数44-45
• 5.2.2 TCL脚本程序45-47
• 5.3 静止节点仿真结果与分析47-51
• 5.4 移动节点仿真结果与分析51-56
• 5.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63

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