基于TDMA的无线自组织网络时隙分配机制研究与仿真

基于TDMA的无线自组织网络时隙分配机制研究与仿真

论文摘要

自组织网络是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个无中心、多跳的临时自治系统。由于它具有无需基础设施、可快速组网等特点,因此被广泛应用于军用和民用等诸多领域。信道接入(MAC)协议上承网络层、下接物理层,决定通信节点如何共享无线信道资源,对网络的性能起着重要作用。基于TDMA的信道接入协议具有分组无冲突传输、最大分组时延有界等优点,在大容量的点对多点的语音通信系统中广泛使用了此方法。在基于TDMA的信道接入中,有时隙同步和时隙分配两个问题需要解决。在TDMA的通信方式中,每个节点在属于自己的时隙中独占信道资源,时隙同步是实现TDMA无冲突传输的前提。但是,无线自组织网络没有中心节点发布同步信息,而且每个节点只能感知到其一跳范围内的邻居节点的信息,因此如何实现网络的时隙同步是目前的一个研究难点之一。本文对自组织网络中的时隙同步方法进行研究,并对时隙同步的收敛性能进行仿真验证。针对无线自组织网络中隐藏终端和暴露终端的问题,本文对时隙分配机制进行研究,提出了一种基于TDMA的信道接入方案。把时间帧分为控制时隙和业务时隙两部分,自组织网络中的每个节点都有自己的控制时隙,通过控制时隙来完成需传送数据的节点对业务时隙的预约。在此基础上,提出了业务时隙的分配方法,有数据发送的节点在自己的控制时隙随机选取一个业务时隙,通过分析相应节点的状态来判断是否成功分配到此业务时隙。已分配给节点的业务时隙要到该节点数据发送完才会释放。通过每帧控制时隙对业务时隙的预约,达到节点对业务时隙的充分利用。最后,对采用的时隙分配机制进行性能仿真与分析。通过设置不同的仿真场景,采用栅格网络和随机网络两种结构,分别对饱和业务和非饱和业务两种情况下的网络性能进行仿真验证。并且,分析和比较了网络的吞吐量、时延和公平性等指标,结果表明:所采用的时隙分配方法有效可行。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • Contents
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 研究现状
  • 1.2.1 信道接入协议分类
  • 1.2.2 现有时隙分配协议比较
  • 1.3 课题研究内容
  • 1.4 论文结构安排
  • 第二章 自组织网中的时隙同步方法与仿真
  • 2.1 时隙同步协议
  • 2.1.1 时隙同步的重要性
  • 2.1.2 时隙同步分类
  • 2.2 采用的同步算法
  • 2.2.1 时隙粗同步算法
  • 2.2.2 时隙细同步算法
  • 2.3 时隙同步仿真及性能分析
  • 2.3.1 仿真环境
  • 2.3.2 仿真方法
  • 2.3.3 考察指标
  • 2.3.4 收敛性能分析
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 时隙分配机制研究
  • 3.1 信道接入技术
  • 3.1.1 信道接入协议的功能和作用
  • 3.1.2 影响信道接入协议的因素
  • 3.2 信道接入面临的问题
  • 3.2.1 多跳的信道共享方式
  • 3.2.2 隐藏终端问题和暴露终端问题
  • 3.2.3 节点移动的影响
  • 3.3 信道接入方法
  • 3.3.1 MAC帧结构
  • 3.3.2 信道接入方法
  • 3.4 时隙分配方法
  • 3.4.1 贪婪法
  • 3.4.2 节点状态转换法
  • 3.5 节点状态转换
  • 3.5.1 节点状态分析
  • 3.5.2 时隙预约
  • 3.5.3 时隙释放
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 时隙分配机制仿真与性能分析
  • 4.1 时隙分配仿真
  • 4.1.1 仿真场景
  • 4.1.2 仿真方法
  • 4.1.3 主要考察的网络性能
  • 4.2 状态转换法性能分析
  • 4.2.1 吞吐量仿真
  • 4.2.2 时延仿真
  • 4.2.3 公平性仿真
  • 4.3 状态转换法性能验证
  • 4.3.1 吞吐量仿真
  • 4.3.2 时延仿真
  • 4.4 网络性能比较
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 论文的工作总结
  • 5.2 后期工作的展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的主要成果
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  

    基于TDMA的无线自组织网络时隙分配机制研究与仿真
    下载Doc文档

    猜你喜欢