分布式無線網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議的研究.pdf

1、分布式無線網(wǎng)絡(luò)是一種由無線節(jié)點組成的分布式、自組織網(wǎng)絡(luò)，具有不依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施、抗毀性強、可快速展開等優(yōu)點，特別適用于戰(zhàn)術(shù)軍用和救災(zāi)搶險場合以及無法架構(gòu)通信基礎(chǔ)設(shè)施的偏遠地區(qū)的通信。MAC協(xié)議是控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接入共享廣播信道的規(guī)則，無線信道的半雙工模式、時變信道、突發(fā)錯誤等獨特性質(zhì)使得MAC協(xié)議的設(shè)計具有很大挑戰(zhàn)性，此外，分布式無線網(wǎng)絡(luò)的多跳結(jié)構(gòu)還帶來了隱終端和暴露終端問題，進一步增加了MAC協(xié)議設(shè)計的難度。 適用于無線網(wǎng)絡(luò)的M

2、AC協(xié)議可分為信道固定分配的多址復用協(xié)議、隨機接入?yún)f(xié)議和按需分配協(xié)議三類，本文分別對這三類協(xié)議進行了較為詳細的分析，針對分布式無線網(wǎng)絡(luò)無中心的特點，采用隨機接入?yún)f(xié)議，節(jié)點以異步的方式競爭信道，選擇載波偵聽機制、合適的沖突避免算法和隨機重傳機制，在一定條件下，傳輸信息可達到滿意效果。 本文著重研究了應(yīng)用在分布式無線網(wǎng)絡(luò)中的隨機接入MAC協(xié)議，詳細分析了應(yīng)用在軍用戰(zhàn)術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)中的兩種MAC協(xié)議：FAMA協(xié)議和MIL-STD-188-

3、220C中的MAC協(xié)議，并使用仿真工具OPNET對這兩種協(xié)議進行了仿真研究。FAMA協(xié)議是應(yīng)用在高速戰(zhàn)術(shù)無線分組網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，而220C協(xié)議是應(yīng)用在低速的戰(zhàn)術(shù)無線分組網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議。通過對FAMA協(xié)議的深入研究，并與802.11的MAC協(xié)議比較，仿真結(jié)果顯示FAMA-NCS協(xié)議使用包序列方式就可以大大提高性能。在重負載或包到達比較密集時，使用包序列的FAMA-NCS協(xié)議的性能遠遠超過802.11，所以在在重負載或包達到比較密集時，采用發(fā)送包序

4、列方式可以大大提高網(wǎng)絡(luò)性能，可以在分布式無線網(wǎng)絡(luò)中推廣使用。 通過對220C協(xié)議的詳細分析，在220C協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種新的載波偵聽機制和令牌機制相結(jié)合的協(xié)議，同時還給出了該協(xié)議和220C的R-NAD算法、純ALOHA協(xié)議、1-堅持的CSMA協(xié)議在仿真環(huán)境下的仿真結(jié)果比較，通過仿真結(jié)果驗證了220C的MAC協(xié)議比純ALOHA、1-堅持CSMA協(xié)議優(yōu)秀，同時仿真結(jié)果也顯示本文基于DAP_NAD提出的CSMA/令牌算法在小規(guī)模網(wǎng)