空分复用时分多址接入技术在自组网中的应用研究

发布时间：2017-09-27 10:34

  本文关键词：空分复用时分多址接入技术在自组网中的应用研究

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【摘要】：Ad Hoc网络是由多个具有路由和终端接收两种功能的移动节点组成的自组织网络，整个网络中没有基站，实行节点间自动管理功能。由于Ad Hoc网络的自动组网、随机移动、高抗毁性等特点，在军事通信应用中具有无可替代的地位。目前有很多的研究学者对Ad Hoc网络进行大量的研究，分析Ad Hoc网络的各个方面技术特点，对协议算法做出改进，，提高网络在特定条件下的某方面性能。但是针对战术环境下的Ad Hoc网络技术的研究目前远远不够，将战术环境作战特点与作战通信需求紧密结合在一起是目前研究人员需要研究的内容。 论文在分析目前Ad Hoc网络技术的基础上，针对战术环境下的Ad Hoc网络，以提高数据传输实时性为目标，研究网络的信道接入技术及数据包路由机制，设计出新颖的信道资源分配机制及路由改进算法。本文主要完成了以下几部分的任务。 通过分析国内外众多关于研究战术Ad Hoc网络特点及各层协议功能的文献，研究战术Ad Hoc网络作战特点。为提高网络传输延时特性及达到目标级跟踪要求，提出针对MAC层的资源分配协议—空分复用时分多址接入协议（Spatial re-use TimeDivision Multiple Access，STDMA）研究的方案，对STDMA协议算法进行改进。 以提高网络数据传输实时特性为目的，提出对STDMA协议在资源分配方面的改进方案。通过采用最优链路时隙分配策略及时隙复用机制，达到降低网络传输数据端到端延时的目的，时隙的复用机制提高了网络带宽的利用效率。 针对上述研究，提出一种适应于STDMA协议的动态源路由协议（DynamicSource Routing，DSR）改进方案，通过DSR路由协议获取网络拓扑信息，STDMA协议采用拓扑信息启动时隙的分配机制。此外，针对DSR路由协议的缺点之处，提出采用主动式路由加被动式路由的方式，降低DSR的路由查找次数；并优化DSR路由查找机制及备份路由机制，减少控制报文的传输，提升信道的利用效率。 论文最后给出了结合改进的STDMA协议及DSR路由协议的仿真与分析。借助于在Qualnet网络仿真软件上对协议进行仿真，通过与未改进的协议在传输延时性能及分组投递率等方面进行对比分析，验证改进协议的优越性。本文研究的内容为实际战术Ad Hoc网络的研究提供了借鉴参考。
【关键词】：Ad Hoc网络 STDMA协议 DSR路由协议 延时 资源分配
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题背景及意义11-13
• 1.2 课题的研究现状及发展趋势13-17
• 1.2.1 Ad Hoc 网络 MAC 层协议研究现状及趋势13-15
• 1.2.2 空分复用时分多址接入协议研究现状及趋势15-17
• 1.3 论文的主要工作与创新17
• 1.4 论文的组织结构17-19
• 第2章 Ad Hoc 网络及仿真软件概述19-36
• 2.1 Ad Hoc 网络定义及特点19-20
• 2.2 Ad Hoc 网络体系结构及协议模型20-22
• 2.2.1 Ad Hoc 网络体系结构20-21
• 2.2.2 Ad Hoc 网络协议栈模型21-22
• 2.3 Ad Hoc 网络信道接入协议分类22-26
• 2.3.1 基于信道数目的接入协议分类23-24
• 2.3.2 基于信道资源分配方式的协议分类24-26
• 2.4 Ad Hoc 路由协议26-29
• 2.4.1 表驱动路由协议26-27
• 2.4.2 按需路由协议27-29
• 2.5 战术 Ad Hoc 网络分析29-31
• 2.5.1 战术 Ad Hoc 网络体系结构29-30
• 2.5.2 战术 Ad Hoc 网络通信特点分析30
• 2.5.3 战术 Ad Hoc 网络中指挥关系及节点移动特点分析30-31
• 2.6 Qualnet 仿真软件介绍31-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第3章 基于空分复用时分多址接入协议的研究36-59
• 3.1 STDMA 协议分析36-37
• 3.2 STDMA 协议的改进思路37-38
• 3.3 基于 STDMA 协议的资源分配机制算法设计38-51
• 3.3.1 时隙分配顺序研究与设计38-43
• 3.3.2 时隙分配个数机制43-45
• 3.3.3 时隙竞争机制45-46
• 3.3.4 冲突避免机制46-48
• 3.3.5 节点的接入与退出机制48-49
• 3.3.6 工作流程及主要函数49-51
• 3.4 仿真参数配置与结果分析51-58
• 3.4.1 协议评价指标与场景参数设置53-55
• 3.4.2 仿真结果及分析55-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 基于多跳 DSR 路由协议的研究59-78
• 4.1 DSR 路由协议分析59-62
• 4.1.1 DSR 路由协议的特点61
• 4.1.2 基于 DSR 的典型路由协议61-62
• 4.2 基于 DSR 路由协议改进机制62-70
• 4.2.1 主动式路由加被动式路由62-66
• 4.2.2 DSR 路由协议备份路径优化66-68
• 4.2.3 DSR 路由查询路径优化68-70
• 4.3 仿真结果及分析70-77
• 4.3.1 参数场景设定70-71
• 4.3.2 仿真结果及分析71-75
• 4.3.3 探究更新拓扑时间对 PCRDSR 协议的影响75-77
• 4.4 本章小结77-78
• 第5章 仿真与总结78-89
• 5.1 构建基于 PCRDSR 路由的 RSTDMA 协议网络78-79
• 5.2 运动模型建立79-82
• 5.3 仿真参数配置及结果分析82-87
• 5.3.1 仿真参数配置82-83
• 5.3.2 仿真结果及分析83-87
• 5.4 本章小结87-89
• 结论89-91
• 参考文献91-96
• 攻读学位期间发表论文及研究成果清单96-97
• 致谢97

【参考文献】

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本文编号：929210