無線自組織網(wǎng)絡(luò)低時延高吞吐MAC協(xié)議研究.docx

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1、無線自組織網(wǎng)絡(luò)低時延高吞吐MAC協(xié)議研究無線自組織網(wǎng)絡(luò)可以在無基礎(chǔ)設(shè)施支持的情況下,傳輸具有一定通信質(zhì)量的多媒體信息流,在一些網(wǎng)絡(luò)場景有著極高的應(yīng)用價值。MAC協(xié)議控制了網(wǎng)絡(luò)的信道接入,為網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量提供重要保證。因此,對于節(jié)點快速移動、拓撲變化明顯的無線自組織網(wǎng)絡(luò)而言,MAC協(xié)議的設(shè)計與研究有著極其重要的意義。本文研究了基于TDMA技術(shù)的MAC協(xié)議,設(shè)計能夠適應(yīng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)場景的分布式時隙分配算法,同時保證了網(wǎng)絡(luò)低時延、高吞吐的特性。本文對TDMA技術(shù)產(chǎn)生的延時進行了深入研究,從理論上對一些能夠降低TDMA延時的方法進行分析。傳統(tǒng)動態(tài)時隙分配算法往往只考

2、慮在分布式場景中完成無沖突的時隙分配,但并沒有對時隙分配的順序作明確規(guī)定,最終給每個節(jié)點分配的時隙順序與數(shù)據(jù)流的傳播順序并不相同。針對時隙分配順序與數(shù)據(jù)流順序不一致而造成的調(diào)度時延問題,提出了采用主時隙自適應(yīng)時隙交換技術(shù)的SAOPPS-TDMA協(xié)議。協(xié)議設(shè)計了相應(yīng)的超幀結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了鄰居節(jié)點發(fā)現(xiàn)策略以及基于優(yōu)先級列表的時隙分配,同時利用時隙交換技術(shù)調(diào)整時隙順序,使其趨于數(shù)據(jù)流順序。設(shè)計了基于數(shù)據(jù)流價值的交換準則,解決網(wǎng)絡(luò)中多條數(shù)據(jù)流時隙優(yōu)化問題。通過仿真結(jié)果顯示,SAOPPS-TDMA協(xié)議具有較好的延時與吞吐量特性。本文研究了網(wǎng)絡(luò)吞吐量計算模型,發(fā)現(xiàn)在TDMA協(xié)

3、議中通過提升節(jié)點的時隙利用率可以有效提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。傳統(tǒng)時隙分配算法會因為暴露終端或者不對稱拓撲競爭的因素,放棄了本來可以占用的時隙,從而導(dǎo)致時隙復(fù)用度不夠,針對這種時隙復(fù)用不足的情況,本文提出了時隙修正算法。該算法可以通過動態(tài)時隙發(fā)現(xiàn)過程復(fù)用更多的時隙,提升節(jié)點的時隙利用率。同時,時隙修正算法還能檢測網(wǎng)絡(luò)中存在的時隙沖突情況,并能修復(fù)沖突的時隙,提升網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。通過仿真結(jié)果表明,時隙修正算法能很好地復(fù)用時隙,在數(shù)據(jù)負載較小的情況下,時隙修正算法可以為節(jié)點增加平均1.8個時隙左右的占用,在數(shù)據(jù)負載較高的情況下,時隙修正算法也可以為節(jié)點增加平均0.9個時隙的

4、占用。通過時隙修正算法,可以提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量,降低數(shù)據(jù)延時。