基于多用戶檢測的無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、本文研究了基于多用戶檢測的無線ad hoc網(wǎng)絡(luò).研究內(nèi)容包括適合 ad hoc網(wǎng)絡(luò)的多用戶檢測技術(shù)、基于多用戶檢測的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能分析、基于多用戶檢測的媒質(zhì)接入控制(MAC)協(xié)議、以及中繼協(xié)作在基于多用戶檢測的adhoc網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用. 無線 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)是一種不借助固定基礎(chǔ)設(shè)施的、由多個可移動節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路和多跳路由組成的新型網(wǎng)絡(luò).Ad hoe網(wǎng)絡(luò)的分布式運(yùn)行、信道時(shí)變、節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動等因素使得數(shù)據(jù)包的沖突和

2、干擾難以避免,從而限制了網(wǎng)絡(luò)的容量.通過信號處理技術(shù)和跨層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想,賦予網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收多個數(shù)據(jù)包的能力,則為ad hoc網(wǎng)絡(luò)性能的提高提供了新的途徑.對于基于CDMA的ad hoc網(wǎng)絡(luò),多用戶檢測就是這樣一種手段,它通過抑制多址干擾來保障多包接收的順利進(jìn)行,從而極大地提高ad hoc網(wǎng)絡(luò)的性能. 但是并非現(xiàn)已提出的每種多用戶檢測算法都適用于ad hoc網(wǎng)絡(luò).針對ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),本文指出適合其的多用戶檢測器宜采用盲線

3、性多用戶檢測器,并提出其自適應(yīng)算法應(yīng)該具備的三個原則:復(fù)雜度低、收斂和跟蹤性能好、輸出信號干擾噪聲比大.基于此,論文指出具有跟蹤能力的盲平均隨機(jī)梯度(TBAG)算法適合用作ad hoc網(wǎng)絡(luò)中多用戶檢測器的算法.進(jìn)一步,通過對TBAG算法中的因子進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié),本文提出 TBAG的改進(jìn)算法AF-TBAG.文中還研究了基于歸一化最小均方(NLMS)的系列多用戶檢測算法,所提出的參數(shù)可調(diào)的自適應(yīng)步長NLMS(PA-AS-NLMS)多用戶檢測器

4、很適合在adhoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用. 然后,論文研究了基于多用戶檢測的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能.采用全連接有限元模型和基于收方的擴(kuò)頻碼協(xié)議,在按時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù)的模式下,推導(dǎo)分析了無線ad hoc網(wǎng)絡(luò)MAC層的吞吐量表達(dá)式,并給出數(shù)值分析的結(jié)果,說明了多用戶檢測對于基于CDMA的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的重要性. 接下來,利用網(wǎng)絡(luò)信號處理和跨層設(shè)計(jì)思想,基于多用戶檢測,論文通過物理層和MAC層的聯(lián)合設(shè)計(jì),提出一種新的ad hoc網(wǎng)絡(luò)M

5、AC協(xié)議:MPS-MAC.其最大特點(diǎn)是通過對有數(shù)據(jù)發(fā)送的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào),使得發(fā)往同一目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包能在時(shí)間上同步傳輸,以充分發(fā)揮多用戶檢測帶來的多包接收優(yōu)勢.仿真表明該協(xié)議可以有效提高系統(tǒng)的性能. 再者,論文研究了基于中繼協(xié)作和多用戶檢測的ad hoc網(wǎng)絡(luò).指出了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對收到的多份數(shù)據(jù)拷貝進(jìn)行合并的最佳方案,并通過分析和比較,在功率分配方案、中繼節(jié)點(diǎn)的選取等方面提出一些對實(shí)踐很有用的結(jié)論.在研究過程中還發(fā)展了一種方法論,把平坦