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浙江大学
博士学位论文
Ad hoc网络中的时分多址接入及跨层设计研究
姓名:徐明霞
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:李式巨;赵民建
20070401
用的主要场合和发展的主要推动力之一。在悴捎檬狈侄嘀方尤诵要随着无线通信技术的发展和人们对于随时随地通信需求的增加,缫其不需要固定设施支持、组网快速、灵活等的独有特性越来越受到关注,成为了移动通信技术发展的一个重要方向。媒体访问控制层琈刂着节点对无线信道的接入,对绲男阅芷鹱啪龆ㄗ饔谩U氩蒍绲奈线信道特点,需要为其设计专门的椤T诰峦缰械挠τ檬茿缬,可满足军用绱涫凳币滴窈涂垢扇磐ㄐ诺男枨蟆S于缡且恢址植际健⒆宰橹⒍嗵屯仄丝杀涞耐纾谡庋耐缰胁用接入面临着巨大的挑战。本文以缇掠τ梦1尘埃芯亢吞剿髁嗽谄渲胁捎肨尤胨媪的两个关键问题:时隙同步和时隙分配,给出了有效的解决方案。同时,利用跨层设计的思想,名协议的设计中引入了路由层和物理层的参数来优化系统的性能。时隙同步是网络节点进行接入的前提条件,时隙同步实现地好坏将直接影响到网络的性能。本文针对军用缬τ玫奶厥庑院拖钟惺毕锻叫橹写嬖的问题,提出了一种基于内部参数解析的时隙同步方案。该方案分为时间同步协议和保护带设定两个部分,通过时间同步协议可实现网络节点的时隙粗同步;通过在时隙间加入保护带可允许时隙的抖动,避免冲突的发生。在此方案的基础上,考虑到物理层采用跳频技术,提出了一种利用跳频同步的时隙同步方案。该方案将跳频帧中固定的分隔符位置作为衡量基准,通过时延补偿,使得网络中的节点具有相同的时隙起始基准,从而可避免在网络中传递具体的时间信息,节省了带宽资源。该方案在实际军用通信设备中的应用获得了良好的实测性能。时隙分配是进行接入的主要内容,为了能够高效的利用有限的无线带宽资源,需要对时隙进行动态分配。从兼顾对动态拓扑的适应和对信道的访问出发,提出了一种按需动态的时隙分配协议该协议基于节点的两跳邻域信息进行时隙分配,在选择的空闲时隙内进行时隙申请,可尽量的减少和有效的解决时隙申请冲突。在节点有发送需求时为其分配时隙,及时的释放不再被使用的时隙供其他节点使用,因此可以很好的适应业务和拓扑结构的变化。另一方面,节点分配到的时隙可一直保持到业务或拓扑发生变化,因此可以保证拥有时隙节点对信道的访问。为了更好的适应邻域内有通信需求节点的变化,在的基础上,提出了一种基于二叉树的帧长可变的动态时隙分配协中文摘要。一
跨层优化设计是议,。在校糜时帧结构对应的二叉树结构,可方便地管理不同时帧长度的时隙分配信息,根据特定的准则为节点选择合适的时隙。相比于固定帧长的,ü纳焖踔长可获得很大的性能提升。缧樯杓频姆⒄骨魇啤Mü酆隙嗖愕囊蛩亟型骋的协调,可获得网络总体性能的提升。因此,本文研究了在纳杓浦幸入其他层因素的跨层优化设计。为了满足业务的枨螅岢隽薓层的时隙分配与路由协议的联合设计方案瓹珻。在中,一方面通过联合两层的控制信息包来减少控制包的开销;另一方面则将业务的杂诖淼男枨笥胩囟ǖ氖敝〕ざ认喽杂ΓüVひ条路由上的节点都选择了相应的时隙来保证A:衔锢聿闾匦岳唇鴞层协议设计也是目前缪芯康娜鹊阒弧S捎谑北洳ǘ诺捞匦缘拇嬖冢煌挠户具有不同的即时信道增益,利用这一特性可实现多用户分集。本文提出了~种应用绲睦枚嘤没Х旨鲆娴腡尤氩呗浴T诖朔峙洳呗灾校ǜ鍪毕由控制阶段和数据阶段组成。控制阶段分割成了若干小时隙,用于链路信息的交互和接入冲突的解决。数据阶段则由接入成功的链路进行数据传输。该策略相比于原有的随机接入时隙的策略在性能上有很大的提升,可有效的利用多用户分集增益。关键字:纾教褰尤肟刂疲狈侄嘀方尤耄毕锻剑毕斗峙洌层设计,服务质量,多用户分集中文摘要于一Ⅱ一
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第一章绪论绺