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基于流水线模型的Ad Hoc网络信息传递技术研究

作　者: 叶景超
导　师: 冷甦鹏
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: ad hoc网络 流水线模型 802.11DCF 路由协议 网络吞吐量
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


在ad hoc网络中,对网络性能的分析往往简化成一个单链拓扑下的端到端网络的分析。流水线模型即是在单链拓扑情况,基于路径时钟节拍对端到端的数据进行理想的调度,以达到最大化网络吞吐量的目的。但是,在军事通信的情况下,无线节点有可能受到敌方的摧毁而无法正常工作,无线信道有可能受到干扰而降低质量。在这种情况下,传统的流水线模型不再适用。针对这种情况,本文提出了两种在干扰情况下的路径流水线模型修复策略,即功率调整策略和数据发送速率调整策略。在网络协议中,MAC协议是分析端到端流水线模型的一个关键因素。在实际的网络场景中,节点的干扰半径是随着收发节点的距离而动态变化的。当发送节点和接收节点的距离超过一定限制时,节点的干扰半径可能大于传输半径。在这种情况下,RTS/CTS机制完全无法解决大干扰范围的问题,从而降低了端到端流水线模型的吞吐量。针对此问题,本文提出了一种基于802.11DCF机制的MAC协议,即PAPC协议。PAPC协议根据数据包的接收功率,动态的调整控制帧的传输范围,有效的降低节点之间的数据冲突,同时也提高了网络范围的空间复用度。另一个影响流水线模型吞吐量的因素是路由协议。本文通过OPENT仿真比较了在特定网络场景下的AODV和DSR路由算法的性能。仿真结果表明,在节点数目较多,移动速度较快的场景下,AODV比DSR表现出更好的性能。为了支持流水线模型的端到端最大吞吐量,本文提出了一种基于AODV的改进路由协议。改进后的路由协议引进了链路质量参数,同时参考最小跳数的限制,能有效的实现流水线模型的端到端最大吞吐量。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-15
  1.1 AD HOC 网络的研究现状  13
  1.2 论文研究对象和意义  13-14
  1.3 论文组织结构  14-15
第二章 AD HOC 网络MAC 协议和路由协议关键问题研究  15-23
  2.1 AD HOC 网络协议体系结构  15-16
  2.2 AD HOC 网络MAC 协议研究  16-19
    2.2.1 现有MAC 协议特点及分类  16-17
    2.2.2 IEEE 802.11DCF 机制  17-19
  2.3 AD HOC 网络典型路由协议研究  19-22
    2.3.1 现有典型路由协议特点及分类  20-21
    2.3.2 跨层路由协议  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 AD HOC 网络流水线模型研究  23-38
  3.1 流水线模型分析  23-28
    3.1.1 单路径流水线模型  23-24
    3.1.2 双路径的流水线模型  24-26
    3.1.3 共享链路拓扑下的流水线模型  26-28
  3.2 干扰情况下的流水线模型  28-37
    3.2.1 干扰模型研究  28-33
    3.2.2 节点受干扰下的流水线模型  33-36
    3.2.3 链路受干扰下的流水线模型  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章 大干扰范围场景下的流水线模型研究  38-62
  4.1 大干扰范围问题研究  38-40
  4.2 802.11DCF 大干扰范围对流水线模型的影响  40-47
    4.2.1 802.11DCF 的大干扰范围仿真  40-44
    4.2.2 大干扰范围问题对流水线模型的影响  44-47
  4.3 PAPC 算法原理和步骤  47-50
  4.4 PAPC 算法与802.11DCF 性能比较分析  50-61
    4.4.1 PAPC 算法与802.11DCF 算法的抗干扰性能比较  51-53
    4.4.2 PAPC 算法与802.11DCF 对流水线模型的影响分析  53-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章 基于流水线模型的路由协议研究  62-77
  5.1 路由协议对流水线模型的影响  62-68
    5.1.1 现有路由协议的缺陷  62
    5.1.2 AODV 和DSR 的性能比较  62-68
    5.1.3 AODV 路由协议的优缺点  68
  5.2 基于AODV 的支持流水线模型的TOMDR 路由算法  68-73
    5.2.1 TOMDR 算法步骤  68-71
    5.2.2 数据包调度策略  71-73
  5.3 TOMDR 路由算法仿真  73-76
  5.4 本章小结  76-77
第六章 总结与展望  77-79
  6.1 论文总结  77
  6.2 工作展望  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-82
攻读硕士期间参与的科研项目及成果  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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