基于TDMA的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)時隙分配算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)有的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是朝著多種無線接入技術(shù)融合方向發(fā)展。在無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中可用的無線資源非常有限，如何提高無線資源利用率，增加網(wǎng)絡(luò)容量是設(shè)計(jì)無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵問題?；赥DMA的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議在高競爭的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠更大限度的提高無線信道利用率，高效的分配信道資源，因此可以提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量。特別在一些QoS保障要求較高和需要預(yù)留資源的網(wǎng)絡(luò)中有更大的優(yōu)勢。本文對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中MAC層TDMA時隙分配算法進(jìn)行

2、研究，具體工作如下：
　　本文首先介紹了Mesh網(wǎng)的基本概念、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，詳細(xì)分析了MAC層中常用到的TDMA協(xié)議，包括動態(tài)TDMA協(xié)議FPRP和CA-TDMA，固定與動態(tài)相結(jié)合的TDMA協(xié)議ADAPT和P-TDMA。然后針對在TDMA中無線Mesh網(wǎng)絡(luò)多跳場景下延時的問題，提出了一種在考慮流內(nèi)時隙復(fù)用的低時延時隙分配算法DG-TDMA，旨在保證端到端延時的同時盡量提高包遞交率。接著分析了在信道接入中經(jīng)常碰到的隱藏終端和暴露終端的

3、問題，還有節(jié)點(diǎn)移動對TDMA系統(tǒng)的影響，在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上提出無線 Mesh網(wǎng)絡(luò)中的TDMA動態(tài)時隙分配算法SRHE-TDMA，重新設(shè)計(jì)時幀結(jié)構(gòu)，在有隱藏終端和暴露終端的情況下，通過鄰居節(jié)點(diǎn)間狀態(tài)的轉(zhuǎn)換和更新，實(shí)現(xiàn)無沖突的時隙分配，并且使兩跳以內(nèi)的節(jié)點(diǎn)也能復(fù)用同一個時隙，增大了時隙的空間復(fù)用度，提高了 MAC層無線資源分配的效率。最后對兩種算法進(jìn)行性能仿真，仿真結(jié)果表明DG-TDMA算法在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時，與最小可能時延算法 MPD相比，

4、時延性能表現(xiàn)相當(dāng)，但是包遞交率有顯著的提高。SRHE-TDMA算法在節(jié)點(diǎn)高移動性和高負(fù)載的情況下，由于入網(wǎng)靈活，時隙復(fù)用度高，有更好的性能表現(xiàn)。與M-USAP算法相比較，總體吞吐量平均有15％性能的提升，延時平均降低了20%。
　　在基于TDMA無線資源分配的研究基礎(chǔ)上，有必要對該算法在無線節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)測驗(yàn)證。隨后對節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行硬件選型并設(shè)計(jì)計(jì)了Mesh組網(wǎng)MAC層實(shí)現(xiàn)方案，包括MAC層節(jié)點(diǎn)互同步，SRHE-TDMA動態(tài)時隙分