面向高頻帶組網(wǎng)波形的mac協(xié)議設(shè)計(jì)及跨層優(yōu)化研究_第1頁(yè)
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1、碩士專業(yè)學(xué)位論文面向高頻帶組網(wǎng)波形的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)及跨層優(yōu)化研究專業(yè)類別(領(lǐng)域):電子與通信工程面向高頻帶組網(wǎng)波形的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)與跨層優(yōu)化研究I摘要隨著作戰(zhàn)人員對(duì)通訊的需求的提高,基于IP的無(wú)線戰(zhàn)術(shù)通信也越來(lái)越受到關(guān)注。傳統(tǒng)的分層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)固定、各層之間信息交流不及時(shí)、缺乏效率和靈活性,并不利于復(fù)雜且不穩(wěn)定的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的通信。所以本文利用跨層優(yōu)化技術(shù)改進(jìn)分層結(jié)構(gòu),避免其帶來(lái)的不利因素,重新設(shè)計(jì)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議,提高網(wǎng)絡(luò)的性能,使之更

2、能適合特定波形的戰(zhàn)術(shù)通信。高頻帶組網(wǎng)波形(HighbwkingWavefm,HNW)使用定向天線技術(shù),采用基于TDMA的接入控制協(xié)議進(jìn)行無(wú)線信道的分配。本文主要是針對(duì)HNW的定向技術(shù)進(jìn)行鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的跨層設(shè)計(jì),以達(dá)到HNW快速組網(wǎng)和高吞吐量的戰(zhàn)術(shù)需求。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下:(1)設(shè)計(jì)鏈路層的協(xié)議,設(shè)計(jì)定向多接口時(shí)分多址控制協(xié)議(DirectionalMultiinterfaceTDMA,DMTDMA)。改進(jìn)TDMA協(xié)議,重新設(shè)計(jì)協(xié)

3、議的幀結(jié)構(gòu)。對(duì)經(jīng)典的著色算法WelchPowell進(jìn)行改進(jìn),充分利用多接口多MAC和定向天線的優(yōu)勢(shì),考慮節(jié)點(diǎn)的度和鄰居節(jié)點(diǎn)的著色情況進(jìn)行信道的分配。該算法提升了時(shí)隙復(fù)用率,增加了網(wǎng)絡(luò)容量。(2)解決鄰居發(fā)現(xiàn)時(shí)的沖突問(wèn)題。運(yùn)用跨層的思想將鄰居發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)在鏈路層,通過(guò)接口與網(wǎng)絡(luò)層共享鄰居信息。通過(guò)二進(jìn)制掃描的方法實(shí)現(xiàn)快速的定向鄰居發(fā)現(xiàn);并且本文提出的0和1的置換方法,巧妙利用鄰居的非對(duì)稱關(guān)系檢測(cè)沖突,以最小的代價(jià)解決了定向鄰居發(fā)現(xiàn)時(shí)Hello

4、包的沖突問(wèn)題。(3)改進(jìn)OLSR路由協(xié)議。對(duì)OLSR進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),考慮鄰居的定向關(guān)系,設(shè)計(jì)定向路由協(xié)議,解決了控制包全向式廣播時(shí)的大量洪泛?jiǎn)栴},降低了網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷,加快網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的時(shí)間;并擴(kuò)展OLSR路由協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),解決了節(jié)點(diǎn)的多接口通信的轉(zhuǎn)發(fā)問(wèn)題。本文在Qual中搭建實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,測(cè)試DMTDMA與經(jīng)過(guò)跨層處理的CLTDMA、CLUSAP、傳統(tǒng)TDMA四種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能。分析了各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo),對(duì)比了各個(gè)協(xié)議作用于HNW時(shí)的網(wǎng)絡(luò)性能。實(shí)

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