本文關(guān)鍵詞：基于定向天線的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道接入控制協(xié)議研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線mesh網(wǎng)絡(luò)是一種具備自組織特征的新型寬帶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。節(jié)點采用定向天線收發(fā)信號可以有效增大空分復(fù)用度和網(wǎng)絡(luò)吞吐量,并獲得更大的節(jié)點單跳傳輸距離,減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù),降低傳輸時延,顯著提高無線mesh網(wǎng)絡(luò)的整體性能。然而,節(jié)點定向傳輸數(shù)據(jù)又帶來了“聾”和“定向隱終端”等問題。如何設(shè)計高效可靠的無線mesh網(wǎng)絡(luò)定向信道接入控制(MAC)協(xié)議成為了改善網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵。本文緊密結(jié)合定向無線mesh網(wǎng)絡(luò)的典型特征,分別針對定向單跳和定向多跳兩種應(yīng)用場景,提出了兩種不同的定向MAC協(xié)議。主要創(chuàng)新點概述如下:1.針對無線mesh網(wǎng)絡(luò)定向單跳傳輸應(yīng)用場景,提出了一種基于鏈路調(diào)度的定向時分MAC協(xié)議。該協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)時間軸劃分為一系列固定長度的連續(xù)時幀,每一時幀又進一步劃分為調(diào)度子時幀和傳輸子時幀,節(jié)點在調(diào)度子時幀中通過信道偵聽完成鏈路調(diào)度,在傳輸子時幀中實現(xiàn)定向并發(fā)傳輸。在定向天線條件下,文中提出的并發(fā)鏈路調(diào)度算法使用最少的調(diào)度時隙分配盡可能多的不沖突鏈路,實現(xiàn)了全網(wǎng)定向鏈路傳輸容量最大化。同時,本文在并發(fā)鏈路調(diào)度算法基礎(chǔ)上提出了時隙的周期性輪轉(zhuǎn)策略,為網(wǎng)絡(luò)中的所有傳輸鏈路提供了公平性保障。EXata網(wǎng)絡(luò)仿真軟件中的仿真證明,與其它典型定向MAC協(xié)議相比,該協(xié)議充分利用了定向天線的空間復(fù)用優(yōu)勢,顯著提高了網(wǎng)絡(luò)總吞吐量,有效降低了數(shù)據(jù)端到端傳輸時延。2.針對無線mesh網(wǎng)絡(luò)定向多跳傳輸應(yīng)用場景,提出了一種基于多節(jié)點并發(fā)傳輸?shù)亩ㄏ騇AC協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)局部范圍內(nèi)基于臨時同步將時間軸劃分為主節(jié)點競爭產(chǎn)生、從節(jié)點預(yù)約接入和主從節(jié)點數(shù)據(jù)并發(fā)傳輸三個階段。第一階段中,首先完成退避的節(jié)點向目的節(jié)點發(fā)送全向的ORTS控制幀,目的節(jié)點在接收到ORTS控制幀之后向源節(jié)點回復(fù)全向的OCTS控制幀應(yīng)答(該全向OCTS幀中包含節(jié)點的接收天線波束等信息),發(fā)送節(jié)點在收到OCTS幀后再次向目的節(jié)點發(fā)送定向的DRTS控制幀(該定向DRTS幀中包含節(jié)點的發(fā)送天線波束等信息)。由此收發(fā)節(jié)點通過ORTS/OCTS/DRTS三次握手完成信道預(yù)約以及波束對準,并成功成為該局部范圍內(nèi)的主節(jié)點對。第二階段中,主節(jié)點在定向數(shù)據(jù)傳輸之前預(yù)留固定長度的等待時間,允許其鄰居范圍內(nèi)有傳輸業(yè)務(wù)的從節(jié)點同時接入信道。第三階段中,主從節(jié)點無沖突的同步并行傳輸數(shù)據(jù)分組。仿真結(jié)果顯示,在無線mesh網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸環(huán)境中,該協(xié)議實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)鄰居范圍內(nèi)多節(jié)點定向并發(fā)傳輸,有效地提高了信道帶寬利用率和網(wǎng)絡(luò)總吞吐量。
【關(guān)鍵詞】：無線mesh網(wǎng)絡(luò) 定向天線 信道接入控制協(xié)議 鏈路調(diào)度 局部同步 網(wǎng)絡(luò)吞吐量
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 基于定向天線的Mesh網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢分析15-16
• 1.3 本文研究思路及意義16-18
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 定向MAC協(xié)議發(fā)展概述19-29
• 2.1 定向天線模型19-22
• 2.1.1 定向天線方向圖20-21
• 2.1.2 定向天線分類21-22
• 2.2 定向MAC協(xié)議中的典型問題22-26
• 2.2.1“聾”問題22
• 2.2.2“定向隱終端”問題22-24
• 2.2.3“定向暴露終端”問題24
• 2.2.4“隊列頭堵塞”問題24-25
• 2.2.5“MAC層捕獲”問題25-26
• 2.2.6“天線旁瓣”問題26
• 2.3 定向MAC協(xié)議分類26-28
• 2.3.1 隨機定向接入?yún)f(xié)議26-28
• 2.3.2 同步定向接入?yún)f(xié)議28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 單跳環(huán)境下基于鏈路調(diào)度的定向時分MAC協(xié)議29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 相關(guān)工作29-30
• 3.3 定向鏈路沖突集合30-31
• 3.4 DMAC-LS協(xié)議概述31-37
• 3.4.1 協(xié)議時幀結(jié)構(gòu)31
• 3.4.2 并發(fā)鏈路調(diào)度算法31-34
• 3.4.3 LSCT算法的矩陣快速求解34-36
• 3.4.4 鏈路傳輸調(diào)度規(guī)約36
• 3.4.5 協(xié)議公平性保證36-37
• 3.5 仿真結(jié)果與分析37-42
• 3.5.1 靜態(tài)隨機拓撲37-39
• 3.5.2 LSCT算法優(yōu)化有效性驗證39-41
• 3.5.3 鏈路公平性41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 多跳環(huán)境下基于多節(jié)點并發(fā)傳輸?shù)亩ㄏ騇AC協(xié)議43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 相關(guān)工作43-44
• 4.3 DMAC-CT協(xié)議概述44-50
• 4.3.1 DNAV機制44
• 4.3.2 DMAC-CT協(xié)議規(guī)約44-46
• 4.3.3 ORTS/OCTS/DRTS幀結(jié)構(gòu)46-48
• 4.3.4 控制幀接收處理48-49
• 4.3.5 節(jié)點并發(fā)傳輸控制49-50
• 4.4 仿真與結(jié)果分析50-56
• 4.4.1 協(xié)議有效性驗證51-52
• 4.4.2 信道預(yù)留時長選取52-54
• 4.4.3 單跳環(huán)境下的協(xié)議仿真54
• 4.4.4 多跳環(huán)境下的協(xié)議仿真54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-59
• 5.1 研究總結(jié)57-58
• 5.2 研究展望58-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-66
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 柳洲;;“互聯(lián)網(wǎng)+”與產(chǎn)業(yè)集群互聯(lián)網(wǎng)化升級研究[J];科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理;2015年08期

2 王健全;胡云;呂召彪;邱勇;;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能分析及協(xié)議優(yōu)化研究[J];計算機工程;2013年08期

3 王娟;郭家奇;劉微;;WIFI技術(shù)的深入探討與研究[J];價值工程;2011年06期

4 張牧;嚴軍榮;;802.11s無線mesh網(wǎng)絡(luò)研究進展與挑戰(zhàn)[J];計算機工程與應(yīng)用;2010年22期

5 劉建明;趙峰;張月霞;崔琪楣;胡平平;;3G和4G無線通信技術(shù)在ICT網(wǎng)絡(luò)模式中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)通信;2009年07期

6 朱近康;;新興發(fā)展的無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2008年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于定向天線的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)信道接入控制協(xié)議研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：307586