Ad Hoc网络多址接入技术的研究

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无线自组织网络是一组带有无线收发信装置的移动节点组成的无线移动通信网络。它不依赖于预设的基础设施而临时组建,当通信节点互相之间不在彼此的通讯范围内时,它们可以借助其他中间节点中续来实现多跳通信。为了大幅度的提高信道吞吐量和减小网络数据迟延,MAC协议必须很好的解决Ad Hoc网络的多跳结构带来的隐终端、暴露终端和带宽资源浪费等问题。为避免接入冲突,MAC协议普遍采用竞争类和分配类两类方法,这两类方法都普遍采用握手机制。 在单信道MAC协议发展成熟的基础上,双信道MAC协议也逐渐走向完善。在双信道条件下,MAC协议普遍采用带外提示音。忙音多址接入协议属于MAC协议中的竞争类协议,此类协议另外开辟一个忙音信道,用忙音信号通知隐终端和暴露终端当前信道的状况,避免了数据信道接入冲突,从而提高信道吞吐量。由于使用了带外提示音,双信道的MAC协议的性能普遍优于单信道的MAC协议。 本文基于经典的RI-BTMA算法,提出了一种新的协议算法,称之为控制信道基于树形冲突分裂算法的忙音多址接入协议,即TC-BTMA协议。本文先分析指出原有的RI-BTMA协议在控制信道中使用类似随机ALOHA方式发送信道接入请求分组会使得信道利用率很低。与此同时,RI-BTMA协议中没有提示暴露终端的发送忙音。考虑到RI-BTMA协议的这些不足之处,本文提出在增加一个发送忙音信号的基础上,在控制信道中使用树形冲突分解算法来提高信道接入请求分组发送的成功率。TC-BTMA协议合理地协调信道接入请求,阻止了两跳以外节点的盲目接入,节省了信道带宽资源,从而在整体上提高系统的信道吞吐量和迟延性能。仿真结果证明了TC-BTMA协议的性能明显优于RI-BTMA协议。
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