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无线环境下基于网络规模的最佳侦听范围的研究

作　者: 陈俊彦
导　师: 徐友云；刘静
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 侦听范围网络规模累加干扰模型多协议层模型设计有效包吞吐量
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

大量的研究发现,在无线网络中节点对之间的通信同时会对网络中其他同频节点对的通信造成干扰。这种同频信号干扰曾被认为是背景噪声中的一部分。随着分布式网络的快速发展和广泛应用。同一个网络中存在的节点越来越多,每一个节点所承载的业务也越来越多。特别是随着泛在网和物联网的兴起,大规模网络逐渐引起了人们的注意。而扩大的网络规模所带来的一个重大的影响就是原来可以忽略的干扰,随着不断的累加而变得愈加明显,以至于严重的影响了整个网络的网络性能。因此,节点间干扰已经成为无线领域中的最大挑战之一。调整节点侦听范围已被证明是减少节点间干扰的有效手段之一。然而如何在不同网络条件下确定一个合适的侦听范围仍旧是一个亟待解决的问题。在本文中将讨论分布式网络中侦听范围和网络规模之间的关系。由于侦听范围内的节点因为受到接入协议的限制而不会产生干扰,因此可以通过扩大侦听范围而控制干扰;同时,这也意味着侦听范围内的节点囿于接入协议无法复用信道,可以通过缩小侦听范围来提高网络吞吐量。侦听范围成了平衡误比特性能和网络吞吐量性能的最佳选择。这也使得本文在合理吞吐量条件下,通过调整最佳侦听范围抑制干扰带来的误码的做法,成为了一种有益的尝试。本文将根据网络结构分析节点分布的情况,提出多协议层联合控制干扰的模型和策略。新的模型将分析网络架构中各协议层的参数,特别的在接入层协议框架下,分析侦听范围对于物理层累加干扰的影响,并以此得到网络误比特率和吞吐量性能。综合这些网络性能,将得到网络中有效的包吞吐量性能,并以此作为选择最佳侦听范围的依据。本文提出了基于调整侦听范围的控制干扰策略,其优势在于能够通过网络结构导入节点规模参数,通过应用层导入业务规模参数。故基于这种模型的讨论,充分考虑了网络规模,符合当前无线网络大规模化的现实背景。本文所构建的累加干扰模型,相比于现有的节点对干扰模型,其分析结果更真实可信。该模型通过对于实际场景的分析总结,来获取无线信道模型和网络结构,在加入各协议层参数的影响后,计算出网络中侦听范围外的干扰的累加值。累加干扰与同样受到侦听范围影响的网络复用情况互相牵制,使得通过该模型得到的网络性能及选择的最佳侦听范围也将更具参考价值。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究背景和意义  11-13
  1.2 研究内容  13
  1.3 内容安排  13-15
第二章无线信道干扰模型及干扰控制策略  15-31
  2.1 无线信道干扰模型  15-20
    2.1.1 附加干扰模型(Additional Interference Model)  16-17
    2.1.2 捕捉门限模型（Capture Threshold Model)  17-18
    2.1.3 协议模型(Protocol Model)  18-19
    2.1.4 干扰范围模型(Interference Range Model)  19-20
  2.2 无线网络干扰控制策略  20-25
    2.2.1 应用层策略  21
    2.2.2 网络层策略  21-22
    2.2.3 接入层策略  22-23
    2.2.4 物理层策略  23-24
    2.2.5 多协议层联合控制干扰的概念  24-25
  2.3 基于侦听范围的多协议层策略研究  25-29
  2.4 本章小结  29-31
第三章多协议层联合控制干扰模型  31-46
  3.1 网络结构  31-32
  3.2 应用层和网络层模型  32-33
  3.3 MAC层信道接入模型  33-39
  3.4 无线信道模型  39-41
  3.5 网络总干扰模型  41-44
  3.6 本章小结  44-46
第四章最佳侦听范围的性能分析  46-65
  4.1 性能指标  47-51
  4.2 参数设置  51-52
  4.3 性能分析  52-63
  4.4 本章小结  63-65
第五章全文总结  65-68
  5.1 研究总结  65-66
  5.2 研究展望  66-68
参考文献  68-71
符号与标记（附录1）  71-74
缩略语表（附录2）  74-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  76-77
附件  77-78

无线环境下基于网络规模的最佳侦听范围的研究

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