移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)中心、自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),因其快速部署、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)正在得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,是未來(lái)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。定向天線是一種新型的物理層技術(shù),具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。為了提升移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的性能,寬帶自組網(wǎng)通信設(shè)備越來(lái)越多地采用定向天線。相對(duì)于全向傳輸,定向成功傳輸?shù)臈l件更為嚴(yán)格,如何實(shí)現(xiàn)分布式的鏈路調(diào)度成為定向自組網(wǎng)的MAC協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí),如何充分利用定向傳輸?shù)目臻g復(fù)用增益來(lái)提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力,成為定向自組網(wǎng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵問(wèn)題。本文研究的自組網(wǎng)設(shè)備采用“全向+定向”的傳輸方式,在定向天線的基礎(chǔ)上增加一部支持多方向同時(shí)接收的全向天線,用于節(jié)點(diǎn)快速入網(wǎng)和控制信息的接收。MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)基于TDMA協(xié)議,重點(diǎn)進(jìn)行了兩個(gè)部分的研究,一是基于干擾抑制的分布式鏈路調(diào)度算法,二是鏈路共存測(cè)試算法。鏈路調(diào)度采用時(shí)隙預(yù)分配和動(dòng)態(tài)預(yù)約相結(jié)合的方式,針對(duì)時(shí)隙動(dòng)態(tài)預(yù)約必需的篩除干擾時(shí)隙過(guò)程,提出一種利用角度值來(lái)量化干擾波束覆蓋范圍的干擾時(shí)隙判定方法,有效地降低了預(yù)約鏈路引入的網(wǎng)絡(luò)干擾。鏈路共存測(cè)試通過(guò)實(shí)際的鏈路傳輸來(lái)測(cè)試新建立的鏈路是否存在干擾,并對(duì)干擾鏈路進(jìn)行釋放。采用將共存測(cè)試過(guò)程“織入”鏈路調(diào)度過(guò)程的方式,極大地降低了共存測(cè)試所耗費(fèi)的時(shí)間;針對(duì)參與測(cè)試鏈路的選擇,提出了一種基于全向接收檢測(cè)的選擇方法,只將那些具有較大可能性產(chǎn)生干擾或被干擾的鏈路納入測(cè)試的范圍,既減少了共存測(cè)試耗費(fèi)的開(kāi)銷(xiāo)也提高了測(cè)試的有效性;測(cè)試出干擾存在即對(duì)干擾鏈路進(jìn)行釋放,盡可能地減少時(shí)隙資源的浪費(fèi)。本文使用OPNET仿真工具對(duì)所設(shè)計(jì)的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議進(jìn)行建模仿真,通過(guò)設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、�?jié)點(diǎn)密度和業(yè)務(wù)負(fù)載等參數(shù)來(lái)檢驗(yàn)鏈路調(diào)度算法和共存測(cè)試算法的性能。仿真結(jié)果表明,基于干擾抑制的鏈路調(diào)度算法可以有效地篩除干擾時(shí)隙,從而降低鏈路干擾,而在增加了鏈路共存測(cè)試算法后,網(wǎng)絡(luò)中干擾鏈路的數(shù)量進(jìn)一步地減少,網(wǎng)絡(luò)的吞吐量等性能得到有效的提升。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN929.5
【部分圖文】：

接收完成后回到空閑狀態(tài)。在實(shí)際的 OPNET 進(jìn)程模型編輯器中，關(guān)于 IS-TDMA 協(xié)議的進(jìn)程模型編寫(xiě)如圖4.4 所示，圖中在進(jìn)入 INIT_NET 狀態(tài)機(jī)之前的部分，全部用于節(jié)點(diǎn)的建網(wǎng)和入網(wǎng)過(guò)程，而之后的 NET 狀態(tài)的各種狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程用于鏈路調(diào)度和鏈路共存測(cè)試。圖 4.4 實(shí)際仿真中的進(jìn)程模型示意圖

圖 4.5 節(jié)點(diǎn)模型示意圖塊，用于產(chǎn)生向網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的業(yè)務(wù)產(chǎn)生的速率進(jìn)行控制；負(fù)責(zé)接收下層行業(yè)務(wù)接收統(tǒng)計(jì)。議模塊，調(diào)用 4.1.2 節(jié)編寫(xiě)的進(jìn)程模型，是天線控制模塊，用于控制定向天線調(diào)整指和全向模式之間的切換。：無(wú)線發(fā)/收信機(jī)模塊，用于將來(lái)自上層模送至上層模塊。ntenna：定向/全向天線模塊，定向天線用線用于控制數(shù)據(jù)的輔助接收，Antenna 模型

第四章 計(jì)算機(jī)仿真與結(jié)果分析封裝有節(jié)點(diǎn)模型的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的區(qū)域大小和節(jié)點(diǎn)的通信距離等進(jìn)置。本文所使用的仿真場(chǎng)景為一塊20k m 20km大小的區(qū)域，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大通離為15km，場(chǎng)景中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量以及所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的拓?fù)湫螤羁梢愿鶕?jù)不同的仿求進(jìn)行修改。如圖 4.6a 和圖 4.6b 即為常見(jiàn)的全連通網(wǎng)絡(luò)和多跳網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淠Ｐ?

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2821757