论文题目: WPAN应用环境下的抗干扰特性及路由优化的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 谷金山
导师: 沈连丰
关键词: 无线局域网,无线个域网,网络,蓝牙,包长度自适应,网络共存性,吞吐量,路由协议
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在无线个域网应用环境下,网络共存性的情况相当复杂,分属不同标准的网络之间,在提供业务种类互补的同时也存在着相互干扰,影响了系统的性能。如何在复杂的共存环境下协同工作,缓解彼此间的干扰,提高整个系统的吞吐量,具有十分重要的意义。无线Ad Hoc网络无需固定基础设施的支持,具有布网方便快捷、可靠性高、灵活性强等众多优点。各种智能化、小型化的无线终端和智能家庭终端的大量出现,它们之间的信息共享与数据交换需求极大地推动了无线Ad Hoc网络的发展,使得无线Ad Hoc网络成为研究的热点之一。在此背景下,本论文对无线个域网应用环境下,多网共存问题及蓝牙Ad Hoc网络的路由问题进行了深入研究。论文首先对无线个域网应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量性能进行研究。为了利用IEEE 802.11b的包长度可变的特点,对IEEE 802.11b数据包的碰撞(由WPAN数据包引起的)概率进行了理论分析。发现在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b存在唯一的数据包长度使得系统的吞吐量最大,仿真结果也证实了这一点。在此基础上,提出了一种IEEE802.11b系统包长自适应方案。结果显示,采用包长度自适应方案后,IEEE 802.11b的吞吐量性能明显改善。其次,论文对无线个域网系统与其他工作在ISM频段的系统共存进行了研究。针对采用自适应跳频技术的无线个域网系统的不足,提出了一种冲突躲避自适应分组选择技术,其思想是同时考虑前向信道和反向信道,双方都是好信道的情况下尽可能发送长数据包。理论分析的结果表明,在大多数无线个域网应用环境下(即信道状态改变不是太快以及坏信道不是太多),所提方案能够显著地提高无线个域网系统的吞吐量。方案仅需对系统的软件进行升级,实用性强。第三,论文在同时考虑无线个域网系统的同频干扰和邻频干扰的基础上,对多个无线个域网系统共存时的自干扰问题进行了研究,提出了一种分组类型自适应选择的方案,并研究了无线个域网的分布密度、目标网络内发射设备与接收设备之间的距离、无线传播指数、分组长度对系统性能的影响。仿真的结果表明,所提方案能有效地提高跳频无线个域网系统的抗自干扰能力。然后根据无线个域网的两种典型应用环境的特点,给出了进一步提高数据传输速率的思想。最后,对蓝牙Ad Hoc多跳网络的路由进行了研究。针对现有的基于蓝牙的Ad Hoc网络路由协议中存在的一些问题,例如网络中有主从复合节点单元时可能会引起的路由混淆问题,以及路由搜索分组泛洪发送时可能导致的路由失败,提出了一种新的路由协议实现方案。分析和仿真结果表明,方案很好地利用了蓝牙的技术特点,不仅解决了网络存在主从复合节点单元时可能会引起的路由混淆问题,同时可以显著地减少路由发现的时间并且增加路由发现的概率。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 论文的研究背景
1.2.1 WPAN应用环境下抗干扰特性的研究背景和现状
1.2.2 WPAN Ad Hoc网络路由协议研究背景和现状
1.3 本文的主要研究内容和章节安排
第二章 短距离无线通信技术
2.1 引言
2.2 WPAN
2.2.1 Bluetooth
2.2.2 IEEE 802.15.1
2.2.3 IEEE 802.15.3
2.2.4 IEEE 802.15.3a
2.2.5 IEEE 802.15.4
2.2.6 IEEE 802.15.4a
2.3 WLAN
2.3.1 IEEE 802.11 标准簇
2.3.2 HiperLAN系列标准
2.4 其他短距离无线通信系统
2.4.1 无线传感器网络
2.4.2 UWB
2.4.3 HomeRF技术
2.5 本章小结
第三章 WPAN干扰环境下IEEE 802.11b性能研究
3.1 引言
3.2 IEEE802.11b数据包传输性能分析
3.2.1 IEEE802.11 分布式协调功能
3.2.2 IEEE802.11b数据包结构
3.2.3 IEEE802.11b传输时间分析
3.2.4 WPAN干扰环境下IEEE802.11b数据包的碰撞概率
3.3 IEEE802.11b最优数据包长分析
3.4 分析和仿真结果
3.4.1 仿真环境与设置
3.4.2 分析结果
3.4.3 仿真结果
3.5 性能的改进及仿真比较
3.6 本章小结
第四章 WPAN分组自适应研究
4.1 引言
4.2 冲突躲避自适应分组选择技术
4.2.1 动态信道状态评估
4.2.2 方案设计
4.2.3 性能分析
4.2.4 计算实例
4.3 本章小结
第五章 多个WPAN 网络共存时的性能研究
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 基于Bluetooth的WPAN研究
5.3.1 分组错误概率曲线及分析
5.3.2 不同分组的数据传输速率分析
5.3.3 数据传输速率的改善
5.4 本章小结
第六章 Bluetooth Ad Hoc网络的路由研究
6.1 引言
6.2 传统的Ad Hoc网络路由协议
6.2.1 表驱动路由协议
6.2.2 按需路由协议
6.2.3 几种路由协议的比较
6.3 Bluetooth Ad Hoc网络路由设计思想
6.3.1 Bluetooth WPAN的拓扑结构及分组格式
6.3.2 Bluetooth规范中关于组Ad Hoc网的相关内容
6.3.3 Bluetooth Ad Hoc网络路由设计需考虑的问题
6.4 Bluetooth Ad Hoc路由协议的实现
6.5 仿真研究
6.6 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 论文的主要研究成果
7.2 有待于进一步研究的问题
致谢
参考文献
作者攻读博士学位期间的主要成果
1 学术论文
2 鉴定成果
3 参加科研项目
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].基于高速跳频技术的宽带WPAN若干关键技术研究[D]. 邱晓华.东南大学2005
- [2].蓝牙个域网改型及芯片化实现技术研究[D]. 张超.西安电子科技大学2011
- [3].物联网轻量级IP寻址技术研究[D]. 骆冰清.南京邮电大学2016
相关论文
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- [3].短距离无线通信网络低信噪比接收算法的研究[D]. 黄忠虎.东南大学2006
- [4].无线家庭网络电磁环境及关键射频技术的研究[D]. 刘彤.东南大学2006
- [5].现代移动通信系统中的多用户检测和降低峰均比技术的研究[D]. 刘胜美.东南大学2005
- [6].基于高速跳频技术的宽带WPAN若干关键技术研究[D]. 邱晓华.东南大学2005
- [7].无线Ad Hoc网络媒体接入控制及无线资源管理关键技术研究[D]. 翟旭平.东南大学2005
- [8].新一代移动通信系统关键技术研究[D]. 杜鹏.东南大学2005
- [9].超宽带无线通信关键技术研究[D]. 樊祥宁.东南大学2005
- [10].移动IP中的移动管理研究[D]. 李伟征.东南大学2005
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