基于定向天線的無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量建模與分析研究.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)不依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施，組網(wǎng)快速靈活，抗毀性強(qiáng)，在軍事和民用領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景?；诙ㄏ蛱炀€的無線自組織網(wǎng)絡(luò)具有單跳定向傳輸距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，空分復(fù)用度和網(wǎng)絡(luò)飽和吞吐量高等優(yōu)勢(shì)，近年來受到了研究人員廣泛的關(guān)注。然而，如何針對(duì)波束寬度與MAC吞吐量之間的關(guān)系進(jìn)行定量分析？在不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下，MAC吞吐量的上限是什么？對(duì)于具體的定向信道接入控制協(xié)議，如何通過理論建模的方法對(duì)其飽和吞吐量性能進(jìn)行分析？現(xiàn)有研究工

2、作均無法給出令人滿意的答案。本文探索了單跳定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)吞吐量的建模與分析方法，為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。主要?jiǎng)?chuàng)新工作包括：
　?。?）針對(duì)MAC吞吐量理想上界分析展開研究。提出了定向鏈路并發(fā)圖的方法描述定向并發(fā)傳輸?shù)募s束條件，并將定向無線自組織網(wǎng)絡(luò)MAC吞吐量最大化的問題描述成帶約束的多商品流問題。該優(yōu)化問題是一個(gè)典型的NP難問題，因而需要提出合理的啟發(fā)式算法尋找滿足約束條件的解。本文分別在不考慮業(yè)務(wù)流公平性和業(yè)務(wù)流間

3、公平性因子為1的兩類條件下，提出了四種求解算法，并針對(duì)算法的復(fù)雜度進(jìn)行了分析。通過算法求解，定量分析了不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下，天線波束寬度與MAC吞吐量理想上界之間的關(guān)系。
　?。?）針對(duì)典型定向隨機(jī)接入?yún)f(xié)議（D-MAC）飽和吞吐量建模展開研究。結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)分析，指出了由于定向隱藏終端和定向暴露終端的存在，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中不同業(yè)務(wù)流的飽和吞吐量存在較大差異。因此，在單跳全向網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)網(wǎng)絡(luò)總飽和吞吐量進(jìn)行建模的傳統(tǒng)方法不適用于單跳定向網(wǎng)絡(luò)。本