基于定向天線的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)DA-STDMA協(xié)議研究.pdf

1、移動(dòng)自組網(wǎng)是由一組帶有無線通信收發(fā)裝置的移動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)組成的臨時(shí)性無中心網(wǎng)絡(luò)。因其特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，移動(dòng)自組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)通信的首選技術(shù)，也是戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。
　　接入控制協(xié)議是移動(dòng)自組網(wǎng)技術(shù)研究的核心內(nèi)容，目前，軍用無線通信系統(tǒng)采用的接入控制協(xié)議以基于全向天線的時(shí)分多址TDMA協(xié)議為主。但是，全向天線的使用帶來了許多通信干擾，同時(shí)也減小了節(jié)點(diǎn)間單跳通信距離。定向天線在輻射方向上具有

2、一定的方向性，相比于全向天線，定向天線的高增益可增大信號(hào)覆蓋區(qū)域，能增加輻射功率的有效利用率，大大提高了空間復(fù)用率，增加了信道容量，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗干擾性。因此，本文將TDMA協(xié)議與定向天線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有效的結(jié)合起來，設(shè)計(jì)了一種基于定向天線的時(shí)分多址協(xié)議——DA-STDMA協(xié)議。
　　針對(duì)提出的DA-STDMA協(xié)議，本文詳細(xì)介紹了該協(xié)議的框架設(shè)計(jì)及運(yùn)行邏輯設(shè)計(jì)。DA-STDMA協(xié)議要求節(jié)點(diǎn)同時(shí)裝有全向和定向兩種天線，通過控制開關(guān)可切

3、換這兩種天線模式。DA-STDMA協(xié)議將每個(gè)時(shí)元分成三個(gè)部分:鄰居發(fā)現(xiàn)時(shí)隙段(ND時(shí)隙)、半永久鏈接時(shí)隙段（SP時(shí)隙）及按需分配時(shí)隙（DA時(shí)隙），在每部分時(shí)隙段內(nèi)都設(shè)計(jì)有相應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制。ND時(shí)隙段的鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制使得網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能動(dòng)態(tài)獲得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，這為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度算法提供了有力支撐。結(jié)合圖例，本文分別介紹了SP時(shí)隙段及DA時(shí)隙段的時(shí)隙資源調(diào)度機(jī)制，DA-STDMA協(xié)議的時(shí)隙資源調(diào)度機(jī)制不僅能夠提高網(wǎng)絡(luò)的時(shí)隙資源復(fù)用率，而且還能有

4、效應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量快速可靠的傳輸。
　　最后，本文先使用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對(duì)DA-STDMA協(xié)議系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真，通過仿真得到了系統(tǒng)吞吐量，并將其與傳統(tǒng)802.11協(xié)議進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的協(xié)議的具有吞吐量高的優(yōu)勢(shì)。本文還使用了C++語言對(duì)DA-STDMA協(xié)議時(shí)隙資源調(diào)度算法進(jìn)行了仿真模擬，將得到的網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙資源最小需求量和最大可用時(shí)隙量這兩個(gè)性能指標(biāo)與TDMA、STDMA協(xié)議進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)