基于空分的超短波自組網(wǎng)鏈路層協(xié)議研究.pdf

1、如何設(shè)計(jì)和優(yōu)化鏈路層協(xié)議成為無線自組織網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)之一。首先，基于調(diào)度策略的鏈路層協(xié)議通常以TDMA(Time Division Media Access)為主,對(duì)TDMA協(xié)議的有效改進(jìn)方法是采用空分TDMA(Spatial TDMA)機(jī)制；其次，定向天線相比于全向天線能提高網(wǎng)絡(luò)性能。因此，將兩者優(yōu)勢結(jié)合起來，設(shè)計(jì)一種基于方向性天線的STDMA媒體接入控制、鏈路調(diào)度算法及Ad Hoc組網(wǎng)方法。
　　本文首先從超短波自組織網(wǎng)絡(luò)的基

2、本概念和特點(diǎn)入手，介紹了無線自組織網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前研究的主要問題和應(yīng)用前景。然后分別闡述了超短波信道特點(diǎn)以及定向天線在網(wǎng)絡(luò)空分復(fù)用、天線增益、抗干擾等方面的優(yōu)勢。分析了定向天線用于無線自組網(wǎng)的可能性。接著闡述了多址接入?yún)f(xié)議。分析了基于全向和定向天線在組網(wǎng)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)中的異同點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。最后設(shè)計(jì)了基于定向天線的STDMA接入?yún)f(xié)議，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了層間接口、鏈路分配策略、時(shí)幀結(jié)構(gòu)以及分組結(jié)構(gòu)等。通過對(duì)鏈路信息表、兩跳節(jié)點(diǎn)信息表和時(shí)隙分配表的周期更新

3、來完成信道接入以及邏輯信道與傳輸信道的映射。同時(shí)實(shí)現(xiàn)定向發(fā)送鏈路維護(hù)、兩跳拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)感知等功能。研究發(fā)現(xiàn)，定向天線的應(yīng)用，相比全向天線可明顯提高網(wǎng)絡(luò)的總的吞吐量、減少多址干擾、提高空間復(fù)用程度。STDMA方式可以保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)無沖突接入信道并提高網(wǎng)絡(luò)連通性。
　　在仿真平臺(tái)OPNET下設(shè)計(jì)了基于空分TDMA方式的節(jié)點(diǎn)模型和定向天線模型等，實(shí)現(xiàn)了特定網(wǎng)絡(luò)模型的計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)果表明，在分布式的模型參數(shù)環(huán)境下，STDMA協(xié)議保證節(jié)點(diǎn)平均