基于定向天線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議研究.pdf

1、近幾年來，由于無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)靈活性強(qiáng)、支持移動(dòng)性、易于迅速展開、系統(tǒng)整體抗毀能力強(qiáng)和系統(tǒng)成本低等高實(shí)用性的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于災(zāi)難重建和營救、數(shù)字化與自動(dòng)化戰(zhàn)場、農(nóng)業(yè)以及人民生活等網(wǎng)絡(luò)場景中。然而，隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署面積的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增加，全向Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法得到滿足。因此引入定向天線，利用定向天線在天線增益、傳輸范圍和抗干擾能力的優(yōu)勢(shì)，可以極大改善移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　然而在無線A

2、d Hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用定向天線，就不可避免的要重新設(shè)計(jì)接入?yún)f(xié)議，使定向天線的性能和優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。因此本文對(duì)無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中定向接入機(jī)制進(jìn)行了研究。
　　因?yàn)椴捎没诟偁幍腃SMA協(xié)議會(huì)帶來碰撞問題，以及考慮到網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性，本文的MAC協(xié)議選用TDMA算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，時(shí)隙的分布式分配通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的位置信息表完成。鄰居發(fā)現(xiàn)采用全向周期性發(fā)送hello包，接收節(jié)點(diǎn)接收hello包并通過更新位置信息表的方式發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)，與此同時(shí)介紹了

3、不同的定向鄰居發(fā)現(xiàn)。本文設(shè)計(jì)的接入?yún)f(xié)議在每個(gè)時(shí)隙中增加一個(gè)競爭階段，可同時(shí)滿足最多2個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，以實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。時(shí)隙競爭階段，沒有采取以往傳統(tǒng)的CSMA競爭機(jī)制，取而代之的是二進(jìn)制倒計(jì)時(shí)機(jī)制，利用節(jié)點(diǎn)MAC地址唯一性產(chǎn)生的忙音序列進(jìn)行競爭，完全避免了節(jié)點(diǎn)接入過程引起的碰撞和退避。本文還改進(jìn)了二進(jìn)制倒計(jì)時(shí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)支持優(yōu)先級(jí)。本接入機(jī)制還具備有助于減小干擾、降低能耗的自適應(yīng)功率控制功能。
　　本文最后理論分析了無線Ad Ho