跳頻自組網(wǎng)中TDMA時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)分配算法研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)以其分布式、快速組網(wǎng)、快速愈合的特點(diǎn)，特別適合于在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中組建臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)。在利用超短波跳頻電臺(tái)組建的分時(shí)系統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)隙的分配策略控制著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的無(wú)線信道共享方式和信道資源的分配方式，所以TDMA時(shí)隙分配策略的優(yōu)劣將直接影響系統(tǒng)的端到端時(shí)延和吞吐量等性能表現(xiàn)。
　　 本文主要研究TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配的信道接入方式在超短波跳頻電臺(tái)組網(wǎng)中的應(yīng)用。根據(jù)超短波跳頻信道、無(wú)線傳輸和

2、自組網(wǎng)的特性，針對(duì)TDMA方式所面臨的問(wèn)題：隱藏終端、信道利用率、節(jié)點(diǎn)公平性、短幀以及時(shí)延較長(zhǎng)等，本文提出了一種新的TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法來(lái)減少它們對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
　　 本文對(duì)現(xiàn)有的TDMA動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配協(xié)議進(jìn)行了分析。經(jīng)典的動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法包括預(yù)約制的五次握手預(yù)留協(xié)議FPRP和跳頻預(yù)留多路訪問(wèn)協(xié)議HRMA，分配類的動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配算法包括統(tǒng)一時(shí)隙分配協(xié)議USAP和時(shí)間擴(kuò)展多路訪問(wèn)協(xié)議TSMA。其中TSMA不依賴于拓?fù)?，但其分?/p>

3、方式的系統(tǒng)開銷大，吞吐量小；其它三種協(xié)議都依賴于兩跳距離鄰居的拓?fù)?，其中USAP協(xié)議在系統(tǒng)吞吐量和數(shù)據(jù)報(bào)文的無(wú)沖突傳輸?shù)确矫婢哂辛己玫谋憩F(xiàn)，但USAP在系統(tǒng)接入時(shí)延方面表現(xiàn)欠佳，其原因在于對(duì)空閑時(shí)隙的使用策略有一定缺陷：該協(xié)議在空閑的時(shí)隙中隨機(jī)選擇一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行申請(qǐng)，這樣易造成申請(qǐng)失敗和漏申請(qǐng)，從而造成信道的接入時(shí)延較長(zhǎng)。
　　 針對(duì)超短波跳頻通信的特點(diǎn)，本文提出了基于競(jìng)爭(zhēng)的按需分配協(xié)議(CB-ODAP)，該協(xié)議是在USAP協(xié)議的

4、基礎(chǔ)上，在競(jìng)爭(zhēng)階段引入p堅(jiān)持的Slot-ALOHA算法。論文在對(duì)p堅(jiān)持Slot-ALOHA理論分析的基礎(chǔ)上，建立了p堅(jiān)持Slot-ALOHA的OPNET仿真模型，理論與仿真結(jié)果說(shuō)明當(dāng)p值取網(wǎng)絡(luò)中活動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的倒數(shù)時(shí)，可以得到最大的系統(tǒng)吞吐量1/e。另外本文還設(shè)計(jì)了一種p值根據(jù)空閑時(shí)隙和總時(shí)隙的比例動(dòng)態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明p值將逐漸趨向于發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)的倒數(shù)，這樣可使系統(tǒng)達(dá)到最大吞吐量。所以p堅(jiān)持的Slot-ALOHA可以提高信道接入成功率