UWB Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議和路由算法研究.pdf

1、無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)無需固定基礎(chǔ)設(shè)施的支持，具有布網(wǎng)方便快捷、可靠性高、靈活性強(qiáng)等眾多優(yōu)點。各種智能化、小型化的無線終端和智能家庭終端的大量出現(xiàn)，它們之間的信息共享與數(shù)據(jù)交換需求極大地推動了無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使得無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)成為研究的熱點之一。在此背景下，本論文在基于UWB技術(shù)的無線AdHoc網(wǎng)絡(luò)媒體接入控制和路由算法方面進(jìn)行了深入地研究。 在第二章中，我們首先給出了媒體接入控制的基本概念，然后簡單介紹幾種常用的MA

2、C層協(xié)議工作原理，尤其針對移動終端的發(fā)射功率各異，傳輸半徑不同情況下的非對等網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了改進(jìn)型MAC層協(xié)議分析，剖析它們應(yīng)用于UWBAdHoc網(wǎng)絡(luò)時存在的問題以及它們解決隱式終端、顯式終端的能力。 在第三章中，我們研究了兩個標(biāo)準(zhǔn)的MAC協(xié)議(IEEE802.15.3中用到的CSMA/CA協(xié)議和U.C.A.N.項目用到的時隙ALOHA協(xié)議)在無線UWB網(wǎng)絡(luò)中的性能。首先我們分別詳細(xì)介紹了CSMA/CA協(xié)議和時隙ALOHA協(xié)議的工作

3、流程。然后通過改變數(shù)據(jù)幀的長度和數(shù)據(jù)幀生成速率，觀察兩個協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和接入遲延的變化。同時也仿真了CSMA/CA在UWB網(wǎng)絡(luò)和窄帶網(wǎng)絡(luò)中的性能并進(jìn)行了分析。 在第四章中，我們首先介紹了一下IEEE802.15.3MAC協(xié)議，并仔細(xì)研究它的聯(lián)合過程，發(fā)現(xiàn)它的聯(lián)合過程具有一定的局限性。利用UWB的精確定位能力，我們對IEEE802.15.3MAC協(xié)議的應(yīng)用場景進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了高級聯(lián)合過程(AAP，AdvancedAssocia

4、tionProcedure)，從而提高了IEEE802.15.3MAC協(xié)議的聯(lián)合過程的性能。AAP具有三個顯著的特點，它不但有效地利用了UWB提供的精確定位信息，而且將準(zhǔn)退避算法和轉(zhuǎn)發(fā)算法引入到MAC協(xié)議中。它不僅可以保證新節(jié)點能夠加入這個piconet并與原來piconet中的節(jié)點通信，而且可以保證QoS需求。利用Matlab和OPNET等仿真軟件對方案進(jìn)行了仿真，并對仿真和分析結(jié)果進(jìn)行了分析討論。結(jié)果表明AAP比IEEE802.15

5、.3協(xié)議中的聯(lián)合過程適應(yīng)更廣泛的現(xiàn)實應(yīng)用場景，而且在UWB網(wǎng)絡(luò)中，它包丟失率很低，增加的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很小。 第五章主要討論的是UWBAdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由層的問題。首先分析了DSR(DynamicSourceRouting)、SMR(SplitMultipathRouting)和AMR(AggregatedMultipathRouting)等路由協(xié)議存在的問題，然后在它們的基礎(chǔ)上，提出了針對UWBAdHoc網(wǎng)絡(luò)的新的路由協(xié)議。新路由協(xié)