论文部分内容阅读
随着大规模无线通信系统的广泛应用,用户以及接入点的空间位置往往并非完全规则部署。由于无线Ad-Hoc网络具有良好的自组织性,动态拓扑性及无中心性使其有迅速组网,快速部署等优点,成为国内外研究者的研究热点。无线Ad-Hoc网络中接收机接收信号的强度以及所承受的干扰强度都直接依赖于网络中节点的空间位置,无线Ad-Hoc网络的节点空间拓扑结构及其变动成为影响网络性能的关键。因此本文着重研究无线Ad-Hoc网络平面移动模型及时延,并分析了无线Ad-Hoc网络在通信过程中的干扰,最终通过网络容量来评价模型及网络的性能。在建立平面移动模型时,无线Ad-Hoc网络基于全双工双向通信系统(BFD)并采用IEEE802.11 DCF(RTS/CTS模式)标准。本文将无线Ad-Hoc网络分解为若干链路即网络中每两个节点组成一组节点对,节点对间的传输采用双向的多输入多输出技术(Two-Way MIMO)。本文通过节点间的距离定义通信状态,以连续两次运动的角度差判断运动方向,计算出不同通信状态的概率分布函数从而确立了无线Ad-Hoc网络的平面移动模型。在分析移动模型时延时,本文运用了二维Markov模型及排队理论,其中二维Markov模型中每个状态由尝试传输次数与竞争窗口大小两个指标构成,在进行信道竞争时采用M/G/1排队理论。最终得到了移动模型的平均时延并对其进行了模拟分析。而在干扰评估中,提出两种干扰评估方法,即节点干扰评估法和链路干扰评估法。其中节点干扰评估以节点对中的接收节点为研究对象,并以其为中心建立干扰评估范围,在干扰评估范围中搜索可能对其产生干扰的发送节点。在链路干扰评估中对网络中节点分为不同集合:发送节点集、接收节点集、重传发送节点集、重传接收节点集,分析发送端与接收端的链路进行干扰评估。本文推导出无线Ad-Hoc网络中干扰的概率分布函数并计算了SIR值。本文建立的无线Ad-Hoc网络平面移动模型及干扰分布函数最终通过网络容量进行综合分析,因为无线Ad-Hoc网络的传输容量是保证网络服务质量的关键性质之一。本文以中断概率、数据包到达率和网络时延作为主要指标推导出了基于全双工(BFD)双向移动Ad-Hoc网络的传输容量表达式。通过数值模拟验证无线Ad-Hoc网络平面移动模型及干扰分析的有效性及普遍性。