论文部分内容阅读
随着分布式无线网络的不断发展和演进,大量的用户会随时产生无线网络接入需求。为了更充分地利用网络中的信道资源,多信道多址接入技术已成为当前的研究热点之一。在分布式无线网络中,基于随机竞争的信道接入方式已然被当今的工业界和学术界所接纳并广泛应用。然而,考虑到当今分布式无线网络中节点的室外密集部署场景、低能耗需求以及无线信号衰落等因素,导致在多信道多址接入协议设计中,信道接入效率、资源利用率以及网络吞吐量等方面均受到了严峻的挑战。面对以上几个问题,本文的研究将信道预约与多信道多址接入协议的设计融为一体,从而让信道预约的优势得到了充分的发挥,做到有的放矢。本文中的主要创新点概述如下:1.设计了基于信道预约的分布式多信道MAC协议,解决了公共控制信道上的信道接入瓶颈问题,同时降低了系统的硬件复杂度和节点能耗。通过使用信道预约,使得节点在控制信道上仅需要通过一次成功的控制握手就可以预约数据信道上多次发送机会,从而降低了控制信道上的拥塞并有效缓解了控制信道的瓶颈问题。此外,节点在没有进行数据传输的时候切换回到控制信道上侦听其他节点通过预约发送的信道使用信息,从而有效解决了由于使用单收发信机导致的多信道隐藏终端问题。仿真结果表明,通过使用信道预约机制,网络吞吐量、平均分组时延以及控制信道利用率等性能均得到了显著提升。2.设计了联合信道预约与协作中继的分布式多信道MAC协议,提升了深度衰落信道的数据传输速率。通过构建预约协作链路(Reserved Cooperative Link,RCL),将信道预约和协作中继进行有机结合并应用到多信道多址接入协议的设计中。仿真实验结果表明,通过将信道预约与协作中继相结合,显著提升了协议在深度衰落信道环境下的网络吞吐量和平均分组时延。3.在下一代WLAN的协议中,设计了一种基于信道预约的多信道多址接入方法,提升了接入协议的性能。针对目前IEEE 802.11ax接入机制中存在的触发帧(Trigger Frame,TF)的不可靠传输问题,通过使用信道预约来提升触发帧传输的鲁棒性,从而提升了信道资源利用率。