Ad Hoc网络中可重构抗干扰MAC协议设计与开发
发布时间：2021-04-24 03:48
目前无线自组织网络（Ad Hoc Network）已越来越普及,适用于多跳、自组织、去中心化场景。但网络中干扰攻击也日益增加,常造成节点间通信数据丢失或信道被长期占用,导致网络性能下降。面对愈加智能多元化的干扰攻击手段,传统的MAC抗干扰手段有待加强。基于此,本文围绕Ad Hoc网络中MAC层干扰问题,研究了抗干扰MAC协议的设计以及一种可重构MAC协议系统来应对网络中复杂的随机干扰、协议级干扰以及时变的传输环境。本文主要研究内容和工作有:（1）针对干扰特性时变的随机干扰,基于IEEE 802.11标准设计并实现了一种对MAC帧无速率编码（Spinal编码）进行帧分片的抗干扰MAC协议Spi-MAC。整体思路为发端持续发送帧分片,收端收到一定数目分片成功译码就返回确认帧ACK请求发端停止发送该数据帧,准备发送下一帧,否则返回否认帧NAK请求继续发送。分片帧头携带了地址等重要信息因此采用具有强纠错能力的卷积编码,分片载荷采用Spinal编码。收端接收到分片先校验帧头,失败则传NAK要求重传,头部校验成功再对载荷继续译码。此法无需提前估计信道质量,哪怕干扰攻击造成丢包,发端会持续发送分片直...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 无线自组织网
1.1.1 无线自组网发展
1.1.2 认知无线自组网
1.2 项目背景及意义
1.3 本文贡献及框架
1.3.1 本文贡献
1.3.2 章节安排
第二章 背景知识及相关技术
2.1 MAC协议介绍
2.1.1 802.11 协议标准
2.1.2 MAC协议帧结构
2.1.3 IEEE802.11 DCF协议
2.1.4 IEEE802.11 帧分片与聚合机制
2.2 自组网干扰及抗干扰技术
2.2.1 干扰攻击研究
2.2.2 干扰攻击检测对抗技术
2.2.3 MAC层干扰攻击对抗技术
2.3 卷积编码与无速率编码技术
2.3.1 编码技术简介
2.3.2 卷积编码
2.3.3 无速率编码
2.4 OFDM技术
2.5 可重构架构
2.5.1 可重构架构相关研究
2.5.2 强化学习
2.6 本章小结
第三章 仿真环境配置与实验平台搭建
3.1 软件定义无线电简介
3.2 GNU Radio软件定义无线电开发平台及功能测试
3.2.1 软件无线电开发平台
3.2.2 GNU Radio&USRP X310 软件无线电开发系统
3.2.3 平台功能测试
3.3 本章小结
第四章 基于无速率编码的抗干扰MAC协议设计与实现
4.1 模型假设与整体架构设计
4.1.1 模型假设
4.1.2 整体架构设计
4.1.3 系统实现流图
4.2 MAC层模块设计与实现
4.2.1 MAC层模块的设计
4.2.2 MAC层模块的实现
4.3 编译码模块设计与实现
4.3.1 编译码模块的设计
4.3.2 编码模块的实现
4.3.3 译码模块的实现
4.4 OFDM软件栈模块设计与实现
4.5 系统测试及分析
4.5.1 系统连通性测试
4.5.2 系统抗干扰性能测试
4.6 本章小结
第五章 基于Q-学习的可重构MAC协议系统设计
5.1 Q-学习
5.1.1 Q-学习算法
5.1.2 机器学习方法的选择
5.2 自适应MAC协议选择切换架构设计
5.2.1 网络体系架构
5.2.2 软件架构
5.2.3 MAC协议选择算法
5.2.4 MAC协议参数自适应调整机制
5.3 仿真验证
5.3.1 自适应MAC协议切换仿真
5.3.2 自适应MAC协议参数调整性能测试
5.4 本章小节
第六章 总结及展望
6.1 论文总结
6.2 下一步工作安排
致谢
参考文献
个人简历
本文编号：3156614
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 无线自组织网
1.1.1 无线自组网发展
1.1.2 认知无线自组网
1.2 项目背景及意义
1.3 本文贡献及框架
1.3.1 本文贡献
1.3.2 章节安排
第二章 背景知识及相关技术
2.1 MAC协议介绍
2.1.1 802.11 协议标准
2.1.2 MAC协议帧结构
2.1.3 IEEE802.11 DCF协议
2.1.4 IEEE802.11 帧分片与聚合机制
2.2 自组网干扰及抗干扰技术
2.2.1 干扰攻击研究
2.2.2 干扰攻击检测对抗技术
2.2.3 MAC层干扰攻击对抗技术
2.3 卷积编码与无速率编码技术
2.3.1 编码技术简介
2.3.2 卷积编码
2.3.3 无速率编码
2.4 OFDM技术
2.5 可重构架构
2.5.1 可重构架构相关研究
2.5.2 强化学习
2.6 本章小结
第三章 仿真环境配置与实验平台搭建
3.1 软件定义无线电简介
3.2 GNU Radio软件定义无线电开发平台及功能测试
3.2.1 软件无线电开发平台
3.2.2 GNU Radio&USRP X310 软件无线电开发系统
3.2.3 平台功能测试
3.3 本章小结
第四章 基于无速率编码的抗干扰MAC协议设计与实现
4.1 模型假设与整体架构设计
4.1.1 模型假设
4.1.2 整体架构设计
4.1.3 系统实现流图
4.2 MAC层模块设计与实现
4.2.1 MAC层模块的设计
4.2.2 MAC层模块的实现
4.3 编译码模块设计与实现
4.3.1 编译码模块的设计
4.3.2 编码模块的实现
4.3.3 译码模块的实现
4.4 OFDM软件栈模块设计与实现
4.5 系统测试及分析
4.5.1 系统连通性测试
4.5.2 系统抗干扰性能测试
4.6 本章小结
第五章 基于Q-学习的可重构MAC协议系统设计
5.1 Q-学习
5.1.1 Q-学习算法
5.1.2 机器学习方法的选择
5.2 自适应MAC协议选择切换架构设计
5.2.1 网络体系架构
5.2.2 软件架构
5.2.3 MAC协议选择算法
5.2.4 MAC协议参数自适应调整机制
5.3 仿真验证
5.3.1 自适应MAC协议切换仿真
5.3.2 自适应MAC协议参数调整性能测试
5.4 本章小节
第六章 总结及展望
6.1 论文总结
6.2 下一步工作安排
致谢
参考文献
个人简历
本文编号：3156614
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