基于TDMA的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)時(shí)隙分配算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)有的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是朝著多種無(wú)線接入技術(shù)融合方向發(fā)展。在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中可用的無(wú)線資源非常有限，如何提高無(wú)線資源利用率，增加網(wǎng)絡(luò)容量是設(shè)計(jì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?；赥DMA的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議在高競(jìng)爭(zhēng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠更大限度的提高無(wú)線信道利用率，高效的分配信道資源，因此可以提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量。特別在一些QoS保障要求較高和需要預(yù)留資源的網(wǎng)絡(luò)中有更大的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中MAC層TDMA時(shí)隙分配算法進(jìn)行

2、研究，具體工作如下：
　　本文首先介紹了Mesh網(wǎng)的基本概念、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，詳細(xì)分析了MAC層中常用到的TDMA協(xié)議，包括動(dòng)態(tài)TDMA協(xié)議FPRP和CA-TDMA，固定與動(dòng)態(tài)相結(jié)合的TDMA協(xié)議ADAPT和P-TDMA。然后針對(duì)在TDMA中無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)多跳場(chǎng)景下延時(shí)的問(wèn)題，提出了一種在考慮流內(nèi)時(shí)隙復(fù)用的低時(shí)延時(shí)隙分配算法DG-TDMA，旨在保證端到端延時(shí)的同時(shí)盡量提高包遞交率。接著分析了在信道接入中經(jīng)常碰到的隱藏終端和暴露終端的

3、問(wèn)題，還有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)TDMA系統(tǒng)的影響，在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上提出無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)中的TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法SRHE-TDMA，重新設(shè)計(jì)時(shí)幀結(jié)構(gòu)，在有隱藏終端和暴露終端的情況下，通過(guò)鄰居節(jié)點(diǎn)間狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和更新，實(shí)現(xiàn)無(wú)沖突的時(shí)隙分配，并且使兩跳以內(nèi)的節(jié)點(diǎn)也能復(fù)用同一個(gè)時(shí)隙，增大了時(shí)隙的空間復(fù)用度，提高了 MAC層無(wú)線資源分配的效率。最后對(duì)兩種算法進(jìn)行性能仿真，仿真結(jié)果表明DG-TDMA算法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時(shí)，與最小可能時(shí)延算法 MPD相比，

4、時(shí)延性能表現(xiàn)相當(dāng)，但是包遞交率有顯著的提高。SRHE-TDMA算法在節(jié)點(diǎn)高移動(dòng)性和高負(fù)載的情況下，由于入網(wǎng)靈活，時(shí)隙復(fù)用度高，有更好的性能表現(xiàn)。與M-USAP算法相比較，總體吞吐量平均有15％性能的提升，延時(shí)平均降低了20%。
　　在基于TDMA無(wú)線資源分配的研究基礎(chǔ)上，有必要對(duì)該算法在無(wú)線節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證。隨后對(duì)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行硬件選型并設(shè)計(jì)計(jì)了Mesh組網(wǎng)MAC層實(shí)現(xiàn)方案，包括MAC層節(jié)點(diǎn)互同步，SRHE-TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分