TDMA自组织网络中低时延动态自适应时隙分配协议研究

发布时间：2020-09-22 14:40

　　 TDMA自组织网络具有部署简单,抗毁性强,灵活性强等特点,由于时分多址无冲突的传输特性,TDMA自组织网络相较于采用竞争多址MAC协议的自组织网络具有更高的吞吐能力,被广泛应用于军事领域,抢险救灾和太空探索当中。然而自组织网络的分布式特质使得资源的动态分配和突发业务的快速接入之间存在矛盾,要做到快速时隙分配往往需要较大的预约开销,因此如何设计好的时隙资源的分配和调度方法,使其在具有快速响应业务的同时具有较小的开销,成为自组网MAC层传输效率的关键和难点。为提升自组网中多种业务的服务质量,降低数据接入时延,提升网络吞吐量,本文提出一种基于资源协商的混合式时隙分配和调度方法—BTSA协议。该协议将时隙预约分配与竞争接入两种分配方式与面向节点和面向链路两种时隙占用方式进行有机结合。首先,协议利用优先广播时隙传输路由信息等低速广播业务,使用短帧时隙进行高效链路协商分配,用来支撑网络的普通数据业务。其次,在高速率流式负载到来时利用时隙锁定机制进行快速时隙占用和传输,使得该协议能够保证自组网节点多种类型业务的传输需求。为验证本文所提BTSA协议的正确性和有效性,使用OPNET仿真软件对BTSA协议进行了仿真实现,并以网络吞吐量和数据平均接入时延为指标在多种拓扑场景下与USAP协议和动态TDMA协议进行了对比。仿真结果表明BTSA协议在各种拓扑下的接入时延和吞吐量性能均优于传统USAP协议和动态TDMA协议,并且能够很好地适应节点移动的场景。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

MANET网络

时隙,节点,发送节点,接收节点

第二章 TDMA 自组网时隙分配协议研究与介绍9图2.3 面向节点时隙占用面向链路的时隙占用是指将某一时隙分配给某条有向链路，在此时隙内只保证该链路的发送节点向接收节点发送数据分组是无冲突的[20]。因此，面向链路的时隙占用分配的时隙资源均是单播时隙。相比于广播时隙，预约单播时隙只需要通知发送节点的一跳邻居节点以及接收节点的一跳邻居节点该时隙被由发送节点到接收节点的链路占用，因此只需要通过类似 RTS/CTS 机制来进行预约，所带来的协议开销要比广播时隙小，预约时延也小，因此适合突发的高速业务传输。如图 2.4 所示，节点 A 与节点 B,C,D,E 为一跳邻居节点

时隙,链路,自组织网络,资源分配

节点 A 只能保证向节点 E 发送数据而不引起冲突。因此节点 F 可以占用此时隙向节点 G 发送数据。图2.4 面向链路时隙占用2.1.3 自组织网络资源分配的复杂性自组织网络资源分配的复杂性体现在两个方面，一是随着社会的发展和进步，自

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