基于TDMA的Adhoc分簇定向路由协议的研究

发布时间：2017-09-11 12:22

  本文关键词：基于TDMA的Adhoc分簇定向路由协议的研究

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【摘要】：移动通信技术与无线网络技术的飞速发展,Ad hoc网络中新的问题与需要出现了:网络规模变大导致网络管理起来困难与缺乏效率;网络业务的多样性(文字、图片、音频、视频等)导致网络节点对网络带宽占用的动态性;网络的大规模性与业务的多样性对网络容量与安全性的较高要求;随着定向天线技术的发展,定向天线由于其独特的优点,被应用到Adhoc网络中,结合TDMA技术、网络分簇技术一起,解决Ad hoc网络中新出现的问题。本研究主要针对的应用场景是临近空间信息支持网络骨干网,该场景的网节点呈分簇分布,节点移动性较小,分组一跳距离较大。网络支持的业务速率动态范围较宽,业务有QoS质量要求,特别是分组时延具有实时性要求。本研究采用理论分析与网络仿真验证的方法,提出了一种双网络TDMA分簇定向路由协议,将定向天线与TDMA信道接入机制、网络分簇机制结合起来用于Ad hoc中。首先提出了一种分簇的TDMA信道接入协议C-FPRP,并给出详细设计与仿真验证,本研究给出了一种全向网络与定向网络的时隙分配算法。详细分析了TDMA时隙分配方式对业务时延的影响,结果表明业务时隙的分配越分散,业务排队时延越小。仿真实验给出了C-FRPR协议的网络形成过程、拓扑变动重组过程。接着,对双天线定向路由协议进行详细研究。本协议节点使用定向天线与全向天线,全向天线用于网络的组建与簇结构的维护,定向天线用于高速数据的传输。仿真显示,本定向路由协议在降低端到端时延、减少分组平均跳数、提高信道空间复用率、提高网络容量方面有一定的改善与提高。
【关键词】：定向天线 分簇协议 TDMA协议 定向路由协议
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究意义和背景11-12
• 1.1.1 Ad hoc网络的发展方向11-12
• 1.2 国内外发展现状12-15
• 1.2.1 定向路由协议分类12-13
• 1.2.2 现有的定向路由协议简介13-14
• 1.2.3 定向路由协议存在的问题14-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 1.4 论文章节安排16-18
• 第二章 定向路由协议相关理论介绍18-33
• 2.1 定向天线18-22
• 2.1.1 两种天线特性与适用特点20-21
• 2.1.2 定向天线与全向天线的工作模式对传输距离的影响21
• 2.1.3 定向天线对路由协议的影响21-22
• 2.2 TDMA时隙分配算法22-27
• 2.2.1 TDMA时隙分配算法与图着色问题关系22-23
• 2.2.2 排队论在TDMA时隙分配中的应用23-24
• 2.2.3 典型的TDMA协议24-27
• 2.3 Ad hoc网络中分簇算法27-30
• 2.3.1 分簇的拓扑结构的优点27
• 2.3.2 典型的分簇算法27-30
• 2.4 仿真平台介绍30-32
• 2.4.1 网络模型30-31
• 2.4.2 NS3网络模拟器31
• 2.4.3 NS3模拟器的基本流程31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 双网络定向路由MAC协议设计与分析33-66
• 3.1 问题的提出及设计思想33-39
• 3.1.1 针对的问题及分析33-34
• 3.1.2 设计思想及网络模型34-39
• 3.2 双网络定向路由协议MAC协议设计39-49
• 3.2.1 全向网络C-FPRP协议39-45
• 3.2.2 全向网络时隙分配算法45-47
• 3.2.3 定向网络MAC协议设计47-48
• 3.2.4 定向网络时隙分配算法48-49
• 3.3 时隙分配对业务时延影响分析49-58
• 3.3.1 可变速率业务50-53
• 3.3.2 固定业务速率53-55
• 3.3.3 仿真分析55-58
• 3.4 仿真及结果分析58-65
• 3.4.1 全向网络分簇拓扑的形成过程仿真58-63
• 3.4.2 全向网络时隙分配算法仿真63-65
• 3.5 本章小结65-66
• 第四章 双网络定向路由设计与分析66-82
• 4.1 问题的提出及设计实现66
• 4.1.1 针对的问题66
• 4.1.2 设计思想66
• 4.2 双网络分簇定向路由协议66-68
• 4.2.1 协议的基本要求67
• 4.2.2 协议描述67
• 4.2.3 簇首的选择方案67
• 4.2.4 路由查找与维护67-68
• 4.2.5 数据传输68
• 4.3 数据结构描述68-71
• 4.3.1 信息的存储68-69
• 4.3.2 消息类型与格式69-71
• 4.4 路由协议性能分析71-80
• 4.4.1 性能评估71-72
• 4.4.2 相关参数分析72-73
• 4.4.3 仿真及分析73-80
• 4.5 本章小结80-82
• 第五章 总结与展望82-84
• 5.1 本文的主要贡献82
• 5.2 工作展望82-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-89

【共引文献】

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本文编号：830699