MIMO链路Ad hoc网络中的多址接入协议研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xzcfjeom
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
AdHoc网络无需固定基础设施的支持,能够灵活组网,具有诱人的应用前景。然而,在具有便捷、低成本组网等优势的同时,这种高度灵活、可控资源丰富的网络也为技术的实现带来了严峻的挑战。AdHoc网络涉及的关键技术非常广泛,目前仍存在着诸多需要彻底研究的问题。媒体接入控制(MAC)协议主要解决网络节点如何接入共享无线信道的问题,因此直接影响网络节点的传输效率。MIMO技术引入AdHoc网络为网络带来了新的可利用资源,然而,其也对MAC协议的设计提出了新的要求。本文中研究了AdHoc网络中支持MIMO的媒体接入控制协议,主要的内容和贡献包括以下几个方面:  (1)基于PRPMAC,结合动态分配预约型协议提出了一种预约与竞争相结合的MAC协议FPR-PRPMAC。FPR-PRPMAC采用同步的时间结构,通过五阶段预约使网络节点获得传输时隙号。在信息时隙,根据预约的结果,一部分节点可以优先发送RTS分组,其它节点再通过竞争发送RTS分组。接收节点根据收到的全部RTS决定允许各发送节点使用的数据流数目,并将此允许值携带在CTS中回复给发送节点。FPR-PRPMAC将预约与竞争相结合的机制减少了网络中RTS冲突,同步的时间结构消除了控制分组和数据分组的冲突,因此可以有效增加网络中流控方式发送的分组数,并提高网络吞吐量。  (2)针对采用MIMO链路的AdHoc网络,提出了基于协议线程化技术的节点激活型拓扑未知多址接入协议MIMO-T-TTMA,并理论分析了MIMO-T-TTMA协议的吞吐量。MIMO-T-TTMA由一个时间扩展多址接入协议和一个时分多址接入协议以时间共享的方式组合而成。在分配的时隙中,节点通过与目的节点交互RTS/CTS分组来确定传输的数据流数目;而当RTS/CTS交互失败,节点依一定概率发送1个数据流。对于未分配给节点的时隙,节点也依概率发送1个数据流,以提高时隙利用率。MIMO-T-TTMA消除了节点移动引起网络最大度变化时某些节点无法成功传输的问题,且在节点度较大时具有较高的吞吐量,适用于拓扑经常变化的AdHoc网络。  (3)针对采用MIMO链路的AdHoc网络,提出了链路激活型拓扑未知多址接入协议MIMO-LATTMA。MIMO-LATTMA利用正交拉丁方来为网络链路分配传输时隙,保证每个链路在1帧中至少有1个时隙可以成功传输。同时推导了MIMO-LATTMA的平均吞吐量,并以最大化平均吞吐量为准则给出了选择协议参数的方法。理论结果表明,MIMO-LATTMA协议可以提高网络节点的吞吐量。  (4)针对采用MIMO链路的AdHoc网络,提出了充分利用MIMO空间复用能力的集中式TDMA协议E-MIMO-CTDMA。该协议通过在初始时隙分配中考虑MIMO的空间复用能力而有效地减小了调度帧长,通过允许节点发送多个数据流而高效利用了MIMO的空间复用能力。推导分析了E-MIMO-CTDMA的吞吐量和时延性能,结果表明,E-MIMO-CTDMA可以提高网络的吞吐量,减小网络的平均时延和最大时延。  (5)提出了一种适用于MIMO链路AdHoc网络的分布式自适应TDMA协议MIMO-DATDMA,该协议充分考虑MIMO空间复用,合理地为节点分配时隙和数据流,保证网络拓扑不发生变化的情况下实现无冲突传输;而当有新节点加入或网络节点移动引起网络拓扑发生变化时,协议能够利用MIMO带来的空间自由度,快速发现拓扑变化,并根据网络局部拓扑和时隙信息的交互动态调整节点时隙和数据流数,使网络尽快恢复到无冲突的状态。仿真结果表明,MIMO-DATDMA能充分利用MIMO带来的优势,显著减小网络调整时隙和数据流等参数需要的时间,使网络快速恢复无冲突状态。
其他文献
正交频分复用多址(OFDMA)技术已广泛应用于多个通信标准,并将成为第四代移动通信(4G)中的关键技术。对资源受限的通信系统,如何对资源进行合理的利用和分配显得尤为重要。本文
渔业无线通信系统的通信性能直接关系到出海作业渔民的人身财产安全。目前,我国渔业通信广泛采用SSB或FM模拟调制电台,技术水平较低。为此,本文针对下一代渔业全数字无线通信系
M2M(Machine to Machine)是物联网系统的一种主要应用模式。M2M系统的广泛及分布式应用迫切要求解决M2M设备本身和M2M网络中的安全问题,以建立有效的M2M安全体系。将可信计算
中国数字电视地面多媒体广播DTMB标准采用了我国自主研发的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)和级联(BCH-LDPC)纠错编码等关键技术,于2011年12月成为第四个地面数字电视国际标
摘要:井斜问题是油气钻井生产中一个非常重要的实际问题。井斜不仅造成很低的机械钻速,导致钻井周期长,钻井成本高,而且往往造成井身质量差,严重时导致中途填井重钻或报废,延长钻井周期,甚至达不到预定的勘探开发目的。所以,直井的井斜控制问题,不仅在理论上,而且在生产实践中都具有重要意义。  关键词:银参4井 井斜 钻具组合 钟摆钻具  银川盆地位于阿拉善地块、北祁连褶皱带与鄂尔多斯地块之间的南北向逆冲推覆
期刊
当下,无线通信的需求不断增长,物联网等无线通信技术飞速发展,加之固定频谱分配政策的限制,对日益短缺的频谱资源提出新的挑战,频谱紧张的局面变得更加严重。认知无线电技术应运而
无线局域网技术凭借安装简单、可移动性强、更灵活和强大的扩展能力等优点,在移动互联网接入和移动通信中得到了广泛应用。无线局域网的安全问题日益受到人们的关注,主要表现在
LDPC码具有接近Shannon限的性能,自从1996年被重新发现以来就掀起了编码界的一股热浪,并以良好的误码性能和低误码平层特性成为研究和应用的主要候选码;另外,传统的卷积码已经很
图像匹配是数字图像处理和机器视觉领域中诸多理论和应用的基础,是当前研究的热点问题。图像匹配算法普遍存在计算量大、效率低的问题,很难满足一些实时性要求较高的场所。高
如今,医学图像对于客观地反映病人病情起到了相当大的作用,医生可以通过医学图像了解病人的病情,所以与普通图像相比,医学图像要求更高的分辨率,以便于医生对病人的病情做出诊断,那