多跳Ad Hoc網(wǎng)絡中基于SIR的時隙復用算法研究.pdf

1、移動自組織網(wǎng)絡是一種對等網(wǎng)絡。無需固定基礎(chǔ)設施，能夠快速地為軍事或民事應用構(gòu)建網(wǎng)絡平臺。近年來，實時業(yè)務、交互式業(yè)務需求的持續(xù)增加對移動自組織網(wǎng)絡性能提出了更高的要求。雖然OFDM、MIMO等技術(shù)的快速發(fā)展為提升移動自組織網(wǎng)絡性能奠定了基礎(chǔ)，但由于無線信道本身具有的廣播、易受干擾特性，高效的MAC協(xié)議成為提升網(wǎng)絡性能的關(guān)鍵。
　　目前，移動自組織網(wǎng)絡MAC協(xié)議主要分為競爭型、分配型和混合型。對于分配型MAC協(xié)議，由于動態(tài)時隙分配具

2、有信道利用率高的優(yōu)點，使其成為分布式 TDMA協(xié)議中的研究熱點。在傳統(tǒng)的分布式的時隙分配機制中，將時隙配給節(jié)點，為了避免接收沖突，要求任一時隙兩跳范圍不能有多個節(jié)點同時預約成功。這個約束導致同一時隙在兩跳范圍內(nèi)只能存在一條傳輸鏈路，這對時隙資源造成了較大浪費。本文提出了一種面向鏈路、基于SIR的時隙復用算法(SIR based Time Slot MultiplexingAlgorithm，SIR-TSMA)。該算法使用SIR信道感知技

3、術(shù)，要求預約節(jié)點在時隙資源集合中對自身發(fā)起的鏈路輪詢地進行接入測試。只要新鏈路可以和時隙中已存在的鏈路共存，節(jié)點便可以預約該時隙，從而獲得備選的時隙子集合。這是一種基于鏈路共存的預約機制，將時隙分配給鏈路。新算法的這一特性可以在兩跳范圍內(nèi)在時隙內(nèi)引入更高的鏈路并行度，提高網(wǎng)絡吞吐量。新算法要求在備選時隙子集合中選擇平均SIR比值最大的時隙接入新鏈路，這相對于隨機選擇時隙可以提升網(wǎng)絡吞吐量。對于不同優(yōu)先級業(yè)務，節(jié)點可以對高優(yōu)先級業(yè)務優(yōu)先進

4、行接入測試，新算法為此提供了極大方便。
　　首先，本文完成了SIR-TSMA算法的MAC協(xié)議設計以及基于OFDM的物理層設計。其中，物理層基于FPGA開發(fā)完成，所有模塊均采用Verilog HDL語言編寫。也完成了針對全頻數(shù)據(jù)通道以及單頻數(shù)據(jù)通道的仿真測試。其次，基于Linux開發(fā)平臺完成了針對SIR-TSMA算法的仿真系統(tǒng)設計。對相關(guān)的網(wǎng)絡性能進行了仿真，初步驗證了新算法的可行性以及相對于傳統(tǒng)的時隙分配算法的優(yōu)越性。最后，通過仿