CRAHNs网络的MAC层多用户接入方案研究与关键技术实现

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhou75610141
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近年来,多媒体数字集群系统已广泛应用于各行各业。针对目前应急通信下的业务需求,融合认知无线电技术、Ad Hoc网络技术和无线宽带通信技术的认知无线电Ad Hoc网络(CRAHN)应运而生,这种网络可以临时组建,而不借助基站等基础通信设施,能够提高频谱利用率,增加组网灵活性。本文基于多级分簇CRAHN网络,研究了多用户接入及通信调度方案。首先,在多级分簇的CRAHN网络的背景下,本文设计了混合型MAC接入机制。网络包括一个公共控制信道和多个数据信道,每个簇使用不同的数据信道。本文给出了复帧结构,一个复帧周期分为竞争时段和非竞争时段,并对复帧的工作流程做了详细的介绍。最后描述了MAC接入机制的环境参数。接着,针对混合型MAC接入机制,本文设计了竞争时段的帧突发机制和非竞争时段的时隙管理策略。帧突发机制用于在竞争时段传输短音频业务,解决了网络负载增大时,音频业务QoS性能急剧恶化的问题。该机制通过发送N个短告知帧的方法占用信道,能够连续发送N个短音频业务帧,降低了音频业务的时延、时延抖动,保障了音频业务的QoS性能;本文设计了非竞争时段的时隙管理策略,通过时隙分配状况表和占用时隙表来管理时隙。本文着重研究了簇内一跳的时隙分配策略。然后,利用MATLAB对所提CRAHN网络混合型MAC接入机制进行了系统的仿真,包括:分簇网络的初始化、网络吞吐量、帧突发机制,仿真结果表明:所提MAC接入机制具有一定的可行性,提高了网络性能。最后,在混合接入机制的基础上,设计了MAC协议中节点开机后的通信调度方案,包括:网络初始化、网络的维护、主控或簇头的产生及更新等。MAC协议采用一个发射机、两个接收机,发射机发射数据和帧命令,一个接收机接收数据,另一个接收机平常接收数据,空闲的时候扫描可以使用的空闲信道,在此基础上,用通信软件设计方法MSC实现了所设计的状态机。作为节点通信调度方案的补充,最后对节点的簇间和簇内通信机制作了描述。
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