无线Ad Hoc网络关键技术的研究

论文摘要

移动分布式网络（MANET）以其灵活、方便、快捷的无线接入方式日益为众人所青睐,关于MANET的多址接入技术和路由协议也逐渐成为学术界广泛关注和深入研究的热点问题。随着无线高速数据业务需求的迅猛发展,在带宽受限的情况下,开发具有高通过量、低功耗的MAC协议和路由协议是一项颇具挑战性的工作。本文结合了CDMA技术、定向天线技术与MANET的最新研究进展,对MANET的多址接入协议和路由协议进行了深入的探讨。主要内容与创新性成果如下:1.基于CDMA组网方式的移动Ad hoc网络,提出了一种单忙音码分多址协议（SBT-CDMA）。协议综合使用了RTS/CTS短分组握手机制、忙音信号、功率控制和CDMA技术来提高网络性能。利用RTS/CTS分组进行码字分配和功率控制信息交换;利用忙音信号计算值与测量值之间的区别,来决定节点是否可以进行RTS分组的发送。仿真结果证明,该协议减少了分组碰撞,提高了网络的吞吐量,并降低系统功耗,同时有效解决了在MANET中采用CDMA组网方式时的远近效应问题。2.针对使用定向天线的MANET,提出了具有功率控制功能的定向天线多址接入协议（BT-DMACP）。协议充分考虑到定向天线应用中存在的定向隐藏终端问题和旁瓣干扰,利用定向忙音信号和基于信噪比门限的功率控制策略,对数据分组的定向发送功率进行实时调整。同时为准确估计接收节点处的最大干扰功率,提出了基于节点密度和发送概率的自适应干扰功率估计算法。结果证明,BT-DMACP协议能有效支持定向天线在MANET中的应用,在降低了系统功耗同时,具有很高的信道利用率。3.针对定向天线应用中出现的热点问题-Deafness,首次提出了利用天线旁瓣辐射信号解决Deafness的MANET多址接入协议SL-DMAC。节点在RTS分组发送之前就可以根据邻节点的旁瓣信号判断其通信状态,从而调整退避窗口,保证在目标节点通信结束后能迅速接入信道,避免了因重复发送RTS分组产生的分组碰撞和长时间退避,解决了Deafness问题带来的不公平占有信道和死锁现象。通过仿真方法考虑了协议性能,结果表明,SL-DMAC协议可有效克服定向天线应用出现的Deafness,同现有协议相

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 MANET 的应用及体系结构
• 1.3 MANET 研究中的热点问题
• 1.4 CDMA 技术及与MANET 的融合
• 1.5 定向天线技术及与MANET 的融合
• 1.6 本文研究的主要内容
• 本章参考文献
• 第二章 移动Ad Hoc 网络的单忙音码分多址协议
• 2.1 引言
• 2.2 网络模型
• 2.3 CDMA-MANET 中的远近效应
• 2.4 CDMA-MANET 的干扰容限
• 2.5 单忙音码分多址接入协议
• 2.6 SBT-CDMA 协议的性能评估
• 2.7 小结
• 本章参考文献
• 第三章 支持定向天线应用的功率控制多址接入协议
• 3.1 引言
• 3.2 天线模型
• 3.3 传统定向天线多址接入协议存在的问题
• 3.4 忙音和功率控制的定向天线多址接入协议（BT-DMACP）
• 3.5 BT-DMACP 协议的性能评估
• 3.6 小结
• 附录
• 本章参考文献
• 第四章 有效解决Deafness 问题的定向天线多址接入协议
• 4.1 引言
• 4.2 天线模型
• 4.3 Deafness 问题对定向天线网络的影响
• 4.4 利用旁瓣信息的定向天线多址接入协议SL-DMAC
• 4.5 SL-DMAC 协议的性能评估
• 4.6 小结
• 附录
• 本章参考文献
• 第五章 支持定向天线应用的增强型路由协议
• 5.1 引言
• 5.2 系统模型
• 5.3 增强型定向天线路由协议EDRP
• 5.5 EDRP 协议性能评估
• 5.6 小结
• 本章参考文献
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文内容总结
• 6.2 后续研究工作展望
• 缩略词表
• 致谢
• 攻读博士学位期间完成的论文和工作