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媒体接入控制(MAC)协议是用来决定多个节点如何共享有限的信道资源的机制,而协议设计首先要尽量保证节点公平占有信道;其次是要有较高的信道利用率,能够充分利用有限的频率资源。在Ad Hoc网络中,隐终端和暴露终端的存在严重影响信道接入协议的性能。因此,论文主要是在分析双忙音多址接入(DBTMA)机制的基础上,对如何有效解决隐终端和暴露终端问题进行了研究,以便获得较高的信道利用率、较低的时延和较好的公平性。 首先介绍了无线信道存在的隐终端和暴露终端问题,对MAC协议研究所面临的问题和挑战进行了分析,并对目前MAC协议中改善隐终端和暴露终端问题的方法进行了分析和比较,指出了各种方法的优缺点及适用的场合,为其实际应用提供了依据。 其次,在详细讨论了单信道RTS/CTS握手方法、多信道RTS/CTS握手方法的基础上,深入研究了忙音检测方法,重点对基于DBTMA(双忙音多址接入)的MAC协议进行了研究。论文对DBTMA进行了性能分析,并与CSMA技术进行了比较,仿真验证了DBTMA在提高信道利用率上要优于CSMA技术。同时也指出DBTMA并没有完全消除隐终端和暴露终端问题,因而从两个方面对其提出了改进:第一是从协议的公平性着手,对双忙音检测方法进行了改进。文中尝试去掉其中的发送忙音,这样做的目的是为了消除协议的不公平性,同时也降低了协议复杂度,缩短了时延,改善了发送忙音带来的暴露终端问题。仿真结果表明,虽然系统性能有轻微的下降,但却明显改善了协议的公平性;第二是从双信道方法着手,对数据信道和控制信道的传输内容进行了改进。在数据信道上传输数据报文和RTS报文,在控制信道上传输两个忙音信号,并在接收忙音上设定了两种传输波形BTCTS和BTr。仿真结果表明,这种改进有效地改善了暴露终端问题,提高了网络吞吐量。 最后,论文介绍了正交频分复用(OFDM)的基本原理和技术基础,利用OFDM的实现复杂度低、应用广泛的特点,对改进后的DBTMA协议进行了简要的实现,在理论分析的基础上仿真验证了改进方案的有效性。