無線自組織網(wǎng)協(xié)同同步方法與信道接入技術(shù)研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)瞞懈z礦J中

2、年r月J節(jié)日摘要摘要無線自組織網(wǎng)絡(luò)(Adhoc)是一種無中心、多跳、分布式部署的無線網(wǎng)絡(luò)，具有可快速、獨(dú)立組網(wǎng)的特點(diǎn)。無線自組織網(wǎng)絡(luò)的通信節(jié)點(diǎn)之間獨(dú)立平等，無需固定設(shè)備支持，因此抗毀能力較強(qiáng)，可適應(yīng)多種情況需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。無線自組織網(wǎng)絡(luò)的信道接入(MediaAccessComr01)協(xié)議掌管節(jié)點(diǎn)如何獲取信道，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有著重大影響。和基于競(jìng)爭(zhēng)的協(xié)議相比，基于時(shí)分的接入?yún)f(xié)議有著時(shí)延可控、無沖突傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)。但在提高基于時(shí)分的接入?yún)f(xié)

3、議性能時(shí)，仍有兩個(gè)難點(diǎn)需要解決：如何保證全網(wǎng)時(shí)間同步以及如何提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率。在基于時(shí)分的分布式協(xié)議中，時(shí)間同步是實(shí)現(xiàn)其他功能的重要前提，因此研究網(wǎng)絡(luò)的同步速率具有重大意義。當(dāng)分布式網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)同步異常節(jié)點(diǎn)時(shí)，將無法實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)收斂同步，如何快速檢測(cè)出異常節(jié)點(diǎn)是保證全網(wǎng)同步的一個(gè)難題。此外，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐率也是改善無線自組網(wǎng)性能的一個(gè)重要方面。針對(duì)上述無線自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，本文對(duì)其MAc層時(shí)間同步問題和信道分配問題進(jìn)行了深入的研究。借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)

4、研究方法，考察了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步速度的影響；提出了基于統(tǒng)計(jì)相關(guān)的同步異常檢測(cè)算法；此外，論文以跳頻預(yù)留多址接入(H1wA)協(xié)議為基礎(chǔ)，研究分析了多信道接入?yún)f(xié)議的吞吐率性能。論文的主要工作如下：(1)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步收性能度有著較大影響。因此本文借鑒復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究同步問題的方法，分析無線自組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)同步的影響，重點(diǎn)考察了網(wǎng)絡(luò)的介數(shù)和結(jié)構(gòu)熵在表征網(wǎng)絡(luò)收斂速度時(shí)的作用。(2)若自組織網(wǎng)絡(luò)采用分布式的同步

5、算法，那么節(jié)點(diǎn)的時(shí)間狀態(tài)值只由自身和鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)決定，無法獲知全網(wǎng)信息。因此如果有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無法同步收斂。本文針對(duì)這個(gè)問題提出了一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性分析的算法，通過計(jì)算節(jié)點(diǎn)問時(shí)間狀態(tài)的相關(guān)性強(qiáng)弱來尋找狀態(tài)異常的節(jié)點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，在緩沖區(qū)長(zhǎng)度、節(jié)點(diǎn)密度、通信半徑三個(gè)參數(shù)中，緩沖區(qū)長(zhǎng)度對(duì)檢測(cè)能力的影響最大，只要緩沖區(qū)足夠長(zhǎng)，便可實(shí)現(xiàn)在任意節(jié)點(diǎn)密度和通信半徑情況下的準(zhǔn)確識(shí)別。當(dāng)緩沖區(qū)一定時(shí)，節(jié)點(diǎn)密度越大則識(shí)別能力越