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动态预约同步时分多址信道接入技术的研究

作　者: 高洪敏
导　师: 江有福
学　校: 浙江海洋学院
专　业: 农业信息化
关键词: 移动自组网(Mobile Ad Hoc Networks) 地理位置 自组织时分多址(SOTDMA) 媒体访问控制(MAC)
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 57次
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内容摘要


移动Ad Hoc网络是一种不依赖于任何基础设施而能随时随地组建、无中心自组织的临时性多跳网络，具有灵活、快捷等特点。近年来随着便携式设备在移动性、无线通信能力等方面的迅速发展，Ad Hoc网络广泛地应用于军事战术通信、船舶AIS系统、无线接入系统和传感器网络等众多领域。空载、车载或船载等Ad Hoc网络，多数已装备地理定位设备（如GPS、北斗等），部分也能够广播导航用的位置信息。充分利用这些信息能够满足在近距离、快速度的情况下优先接入信道的实时需求。论文从一般的Ad Hoc网络信道接入协议入手，以船舶为例，对海上移动自组网的信道接入技术进行了探讨。在对Ad Hoc网络、时分多址技术的研究理论回顾基础上，提出一种适用于船载自组网的信道接入技术方案及协议。通过对目前信道接入技术的分析，探讨了Ad Hoc网络信道接入技术所遇到的难题及解决方案，实验分析结果为以后进一步的理论研究提供了依据。论文首先对Ad Hoc网络进行整体概述，包括Ad Hoc网络的发展历程、网络结构、特点及应用等。然后简单介绍了信道接入协议所面临的困难，并按可靠性将协议分为基于竞争和基于无竞争两大类，分析探讨了几种常见的信道接入协议及其适用的场合。参考以往的信道接入技术协议和研究经验，论文提出一种适用于船载自组网的动态预约协议，即DR-MAC。该协议采用两级时隙预约机制，即控制信道采用虚拟SOTDMA预约机制，并依据控制信息完成对数据时隙的预约。此外，还介绍了时隙复用方法和优先级，探讨了在速度大、密度高场合下，同时考虑速度、距离两个参数的优先级划分方案，以保证紧急信号及时接入。在协议算法的理论基础上，设计并实现了仿真实验系统，对论文提出的协议进行了有效的模拟，实验结果表明它能够减少端到端时延，提高实时接入信道的可靠性。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-20
  1.1 研究的背景和意义  11-12
  1.2 移动 Ad Hoc 网络概述  12-17
    1.2.1 移动 Ad Hoc 网络简介  12-13
    1.2.2 移动 Ad Hoc 网络发展历程  13-14
    1.2.3 移动 Ad Hoc 网络的网络结构  14-15
    1.2.4 移动 Ad Hoc 网络的特点  15-16
    1.2.5 移动 Ad Hoc 网络的应用  16-17
  1.3 SOTDMA 的发展现状  17
  1.4 关键技术的研究  17-18
    1.4.1 移动 Ad Hoc 网络中关键技术的研究现状  17-18
    1.4.2 本文拟解决的关键技术  18
  1.5 论文完成的主要工作  18-20
第二章 Ad Hoc 网络信道接入协议  20-30
  2.1 Ad Hoc 网络信道接入协议面临的主要困难  20-25
    2.1.1 不同的信道共享方式  20-21
    2.1.2 隐藏终端和暴露终端问题  21-24
    2.1.3 节点移动的影响  24
    2.1.4 QoS 保障  24
    2.1.5 节点分离和加入问题  24-25
    2.1.6 安全问题  25
  2.2 Ad Hoc 网络信道接入协议概述  25-26
  2.3 Ad Hoc 网络中常见的 MAC 协议  26-30
    2.3.1 IEEE 802.11DCF 协议  26-27
    2.3.2 载波监听多址访问(CSMA)协议  27
    2.3.3 CSMA/CA 协议  27
    2.3.4 多址访问与冲突避免(MACA)协议  27
    2.3.5 MACAW 协议  27
    2.3.6 802.11p 协议  27-28
    2.3.7 RR-ALOHA 协议  28-29
    2.3.8 SOTDMA 协议  29-30
第三章 基于动态预约的同步时分多址信道接入技术方案及协议  30-43
  3.1 当前海上通信网的发展现状  30-31
  3.2 研究重点  31-33
  3.3 DR-MAC 协议设计  33-38
    3.3.1 帧结构  33-34
    3.3.2 时隙预约算法  34-35
    3.3.3 时隙复用 SR（Slot Reuse）  35-37
    3.3.4 优先级  37-38
  3.4 控制信道的工作原理  38-42
    3.4.1 信道初始化阶段  38
    3.4.2 网络登录阶段  38-39
    3.4.3 第一帧阶段  39-40
    3.4.4 连续操作阶段  40-41
    3.4.5 报告速率改变阶段  41-42
  3.5 小结  42-43
第四章 信道接入协议仿真  43-48
  4.1 网络协议仿真  43-44
    4.1.1 网络仿真技术介绍  43
    4.1.2 NS2 简介  43-44
  4.2 信道接入协议仿真  44-45
    4.2.1 仿真内容  44
    4.2.2 仿真环境参数的设置  44
    4.2.3 建模及仿真过程  44-45
  4.3 仿真实验数据及分析  45-48
    4.3.1 时隙冲突  45-46
    4.3.2 时延分析  46-48
第五章 总结与展望  48-50
  5.1 全文总结  48
  5.2 后续研究工作展望  48-50
参考文献  50-54
致谢  54-55
在读期间发表的学术论文及研究成果  55

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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