基于TDMA的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)分簇算法研究.pdf

1、無線移動自組網(wǎng)絡(luò)（Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)）多采用分簇的分級結(jié)構(gòu)。如果網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信道接入采用TDMA方式，這就形成了基于TDMA的分簇算法設(shè)計問題。
　　一般的分簇結(jié)構(gòu)中，每個簇使用互不干擾的TDMA方式接入，簇之間的通信由骨干網(wǎng)來完成。因此每個簇的大小決定了TDMA的幀長，同時簇的總個數(shù)也決定了骨干網(wǎng)成員數(shù)量。從簇內(nèi)情形考慮，單個簇內(nèi)的性能和簇成員的個數(shù)幾乎成正比。從骨干網(wǎng)角度考慮，較小的分簇帶來分簇數(shù)目的增加，骨干網(wǎng)的性能惡化。如果分

2、簇算法以較小的分簇大小為標(biāo)準(zhǔn)，勢必增加轉(zhuǎn)發(fā)的業(yè)務(wù)。如果照顧網(wǎng)絡(luò)全局性能表現(xiàn)，則影響本地簇的通信性能。如何平衡二者之間的矛盾是分簇大小選擇的關(guān)鍵。關(guān)于分簇大小如何選擇尚未見其他論文涉及，本文研究的目的是通過數(shù)學(xué)方法建模推導(dǎo)出解決前述問題的最佳解決方案，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該理論方案。
　　本論文首先概述了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的定義，特點(diǎn)，體系結(jié)構(gòu)，以及協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。進(jìn)而分析了MAC層的多種TDMA算法，接下來討論基于TDMA的分簇算法。此過

3、程中首先分析了分簇算法面臨的各種問題，進(jìn)而針對采用TDMA方式的分簇過程，構(gòu)建了基于TDMA方式的分簇算法的數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)出理論上的分簇大小最佳解決值，得出了分簇大小如何選擇的最佳方案。接著在opnet仿真平臺驗(yàn)證理論推導(dǎo)的結(jié)果，并且設(shè)計了四個實(shí)驗(yàn)，分別從不同TDMA方式，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載變化，移動終端的移動軌跡三個方面考察了前述方案的適應(yīng)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：數(shù)學(xué)模型所得理論值滿足實(shí)際情形，對于各種因素的影響，有著良好的適應(yīng)性，該理論方案具