超短波信道Ad Hoc网络的数据链路层协议

论文摘要

Ad Hoc网络是一种不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系。由于其具有动态组网、完全分布式等特点,Ad Hoc网络不易受环境限制,具有很强的健壮性和抗毁性,特别适用于军事上的战术通信以及抢险救灾等应用。Ad Hoc网络中,由于其特殊组织形式,固定网络和有中心无线网络的很多协议都无法被它直接采用,因而需要设计专门适用于自组织网的协议。其中,设计可以为上层业务提供良好支持的数据链路层协议是自组织网研究的一个主要技术难点,也是决定通信功能和网络性能的一个关键。此外,超短波信道由于其通信稳定﹑干扰小﹑通信设备便于携带等优点,而广泛应用于战术通信中,将超短波信道与自组织网相结合是本文研究的重点。本文首先简单介绍了近年来美军研制的军事通信系统及其数据链路层采用的技术,分析了各自的特点。接着结合超短波信道的特点,根据现有的介质访问控制技术,采用基于TDMA的介质访问控制协议。然后在五步预留协议(FPRP)的基础上对其算法进行改进,提出了IFPRP,使其在保证可靠广播的同时,提高了节点的吞吐量,降低了网络时延。此外,在IFPRP中,添加了差错控制功能和捎带传输功能,用以提高数据传递的可靠性,减少一定的开销。本文第一章首先介绍了研究的背景及研究的主要内容。第二章简述了近年来美军研制的军事通信系统和数据链路层协议功能的设计。第三章结合超短波信道的特点和采用的传输体制,并对超短波信道数据链路层的一般功能进行了设计。第四章利用OPNET仿真工具,构建网络仿真模型。第五章利用仿真模型,对仿真结果进行了详细的分析,论证了本文提出的协议的可行性,为超短波Ad Hoc网络数据链路层协议的设计提供了一种参考。最后,总结本文,提出进一步的改进工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 Ad Hoc 网络概述
• 1.1.2 超短波通信
• 1.2 研究内容与目标
• 1.3 论文总体安排
• 第二章 移动自组织通信系统链路层技术概述
• 2.1 典型系统
• 2.1.1 SUO SAS
• 2.1.2 NTDR 系统
• 2.1.3 MIL-STD-188-220C
• 2.2 链路层协议功能概述
• 2.2.1 介质访问控制
• 2.2.2 差错控制
• 2.3 小结
• 第三章 超短波信道的 Ad Hoc 网络数据链路层协议设计
• 3.1 超短波信道特征
• 3.2 协议功能设计
• 3.2.1 介质访问控制
• 3.2.2 差错控制
• 3.2.3 捎带
• 3.2.4 帧格式
• 3.3 小结
• 第四章 仿真模型设计
• 4.1 OPNET 仿真平台
• 4.2 场景设计
• 4.3 网络模型实现
• 4.3.1 节点模型
• 4.3.2 数据业务产生模块
• 4.3.3 数据链路层模块
• 4.3.4 网络层模块
• 4.3.5 移动模块
• 第五章 仿真结果及分析
• 5.1 仿真参数
• 5.1.1 主要参数
• 5.1.2 报文
• 5.1.3 帧结构
• 5.1.4 仿真性能参数定义
• 5.2 超短波 Ad Hoc 网络差错控制重传次数测试
• 5.3 IFPRP 与原协议性能比较
• 5.4 不同业务负载下协议性能
• 5.5 不同移动速度下协议性能
• 5.6 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介