基于環(huán)境認(rèn)知的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究.pdf

1、當(dāng)前，寬帶無(wú)線通信是通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文研究一種基于環(huán)境認(rèn)知的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)—認(rèn)知無(wú)線Mesh網(wǎng)，它將認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線Mesh網(wǎng)中，是具備環(huán)境認(rèn)知、高頻譜效率、高度靈活性、寬覆蓋范圍的新型寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。本文在研究認(rèn)知無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)基于頻譜感知、基于信道質(zhì)量感知及基于路由感知的MAC協(xié)議進(jìn)行了相關(guān)的研究。 首先在介紹IEEE802.11無(wú)線Mesh網(wǎng)MAC協(xié)議的基礎(chǔ)上，對(duì)單網(wǎng)卡多信道M

2、MAC協(xié)議與雙網(wǎng)卡多信道DCA協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)介紹和性能仿真分析，提出了無(wú)線Mesh網(wǎng)多信道MAC協(xié)議的數(shù)學(xué)模型，其包含Bernoulli模型和M/M/K排隊(duì)模型，針對(duì)DCA協(xié)議進(jìn)行了建模性能仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果和數(shù)學(xué)分析結(jié)果很接近，建立的模型比較準(zhǔn)確。 在研究認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)的基礎(chǔ)上，將其引入到無(wú)線Mesh網(wǎng)的MMAC和DCA多信道協(xié)議中，提出基于頻譜感知的CWMN-MMAC和CWMN-DCA多信道MAC協(xié)議。在協(xié)議中增加一個(gè)

3、專門控制窗口進(jìn)行頻譜探測(cè)的信息發(fā)布，建立了主用戶信道利用率模型；采用基于隨機(jī)感知策略的動(dòng)態(tài)檢測(cè)信道模型，得到網(wǎng)絡(luò)飽和吞吐量數(shù)學(xué)公式；且針對(duì)主用戶活動(dòng)情況，對(duì)信道利用率及次用戶對(duì)主網(wǎng)絡(luò)性能影響等方面進(jìn)行驗(yàn)證分析；針對(duì)同頻干擾，在信道協(xié)商前增加頻點(diǎn)識(shí)別功能，提出了基于頻點(diǎn)感知的多信道CC-MMAC協(xié)議，仿真驗(yàn)證協(xié)議有效地減輕了同頻干擾。 受衰落和色散的影響，信道質(zhì)量是隨時(shí)間變化的，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能造成一定的影響，因此建立了高斯信道和

4、衰落信道的MAC協(xié)議模型；在研究速率自適應(yīng)的基礎(chǔ)上，對(duì)速率自適應(yīng)的MAC協(xié)議進(jìn)行性能分析，提出基于機(jī)會(huì)速率自適應(yīng)的OAR-DCA多信道協(xié)議，有效地提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。 在研究多徑路由AODV協(xié)議的基礎(chǔ)上，將路由層的下一跳思想引入到MAC層上，提出建立多個(gè)下一跳的MNH-MMAC協(xié)議；并對(duì)AODV路由協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)，建立無(wú)連接限制的NDL—AODV路由協(xié)議，將NDL-AODV+MNH-MMAC協(xié)議與原有AODV+MMAC協(xié)議進(jìn)行仿真