分层自组网中混合多址接入协议研究

发布时间：2017-10-23 21:12

  本文关键词：分层自组网中混合多址接入协议研究

  更多相关文章： Ad hoc网络 混合多址接入协议 TDMA 子网分割 节点漫游

【摘要】：随着无线网络的高速发展,人们的生活与网络已紧密相关。然而集中式的网络具有灾后难恢复的诟病,因此具有分布式特征的Ad hoc网络已在无线通信网中被广泛应用。由于Ad hoc网络具有无需固定基础设施、自修复等特性,使得该网络不仅可以应用于民用领域,更适用于军事战场。由于军事通信对时延、吞吐量等关键性能指标具有严格要求,为此,本文提出了一种支持子网分割与节点漫游的规模化分层分布式Ad hoc网络,并设计了适用于该网络架构的混合多址接入协议。本文设计的混合多址接入协议将TDMA、跳频多址以及空间复用技术相结合,该协议在有效降低业务时延,提高系统吞吐量的同时,能增强网络的抗毁特性。本文的具体研究内容如下:1.提出了一种支持子网分割与节点漫游的规模化分层自组网架构。该网络架构可支持单级、多级自组网。在该架构中,子网内采用正交跳频图样来提升网络容量,子网间通过公共跳频图样来保证全网的互联互通。2.在规模化分层自组网架构下,研究节点同步高速移动场景中的多址接入问题。本文首先结合TDMA、跳频多址与空间复用技术提出一种多粒度、具有节点密度感知和服务质量保障的混合多址接入协议。其次通过超帧结构、时隙分配算法以及时基统一方案的设计,实现了在大规模场景下低时延的信道接入。然后本文提出了基于位置信息的网关节点发送机制,该机制能有效减缓网间冲突,进而提升网络吞吐量。最后通过仿真验证该协议的适用性和有效性。3.在规模化分层自组网架构下,研究高速移动场景中子网分割与节点漫游问题,旨在提升网络抗毁性。本文首先设计动态维护节点选取策略、网关选取方案及依概率的网关节点发送机制,确保分割子网的迅速组建,并解决了由于子网分割造成的网关节点迅速增多而导致的冲突问题。然后设计了孤立漫游节点与脱网节点集的重入网方案,该方案能保证漫游节点安全入网,从而有效增强网络抗毁性。仿真结果展示了分割子网组网方案和孤立节点、脱网节点重入网方案的有效性。
【关键词】：Ad hoc网络 混合多址接入协议 TDMA 子网分割 节点漫游
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 Ad hoc网络简介15-16
• 1.2 Ad hoc网络适用领域16
• 1.3 研究现状16-17
• 1.4 本文主要研究内容及结构安排17-19
• 第二章 规模化分层分布式自组网架构设计19-25
• 2.1 规模化分层分布式自组网网络架构19-21
• 2.1.1 分层自组网架构介绍19-21
• 2.1.2 动态维护节点和网关节点选取方案21
• 2.2 规模化分层自组网中MAC协议设计需要考虑的问题21-22
• 2.3 MAC协议体系架构及相关技术方案22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 多粒度QoS保障的混合多址接入协议设计与实现25-59
• 3.1 混合多址接入协议中的TDMA协议设计方案25-34
• 3.1.1 TDMA超帧结构介绍25-27
• 3.1.2 时隙分配策略27-30
• 3.1.3 时隙发送的帧格式介绍30-34
• 3.2 混合多址协议中跳频同步方案研究34-37
• 3.2.1 无外部授时条件下的跳频同步分析34-35
• 3.2.2 外部授时条件下的跳频同步分析35-37
• 3.2.3 部分接收机可以授时情况下的跳频同步分析37
• 3.3 MAC层接入机制研究37-39
• 3.3.1 混合多址接入协议的主要思想37-38
• 3.3.2 MAC层接入机制的详细内容38-39
• 3.4 混合多址接入协议仿真实现39-57
• 3.4.1 OPNET仿真工具介绍40
• 3.4.2 仿真模型设计40-44
• 3.4.3 仿真结果及分析44-57
• 3.5 本章小结57-59
• 第四章 规模化分层自组网的移动性及抗毁性研究与实现59-87
• 4.1 分割子网和漫游节点的产生59-60
• 4.1.1 分割子网的形成59-60
• 4.1.2 漫游节点的产生60
• 4.2 分割子网的组网机制60-70
• 4.2.1 分割子网动态维护节点选取策略60-65
• 4.2.2 分割子网网关节点选取、更新及业务时隙分配方案65-68
• 4.2.3 分割子网网间时隙分配方案及冲突分解机制68-70
• 4.3 漫游节点的重入网方案70-74
• 4.3.1 孤立漫游节点重入网方案71-72
• 4.3.2 脱网节点集重入网方案72-74
• 4.4 分层自组网抗毁性仿真验证及分析74-85
• 4.4.1 动态组网测试74-77
• 4.4.2 子网分割场景业务性能测试77-78
• 4.4.3 节点漫游场景业务性能测试78-85
• 4.5 本章小结85-87
• 第五章 总结与展望87-89
• 5.1 本文工作总结87-88
• 5.2 对研究方向的展望88-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-95
• 作者简介95-96

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本文编号：1085378