跳頻超短波自組網(wǎng)競爭型MAC協(xié)議研究.pdf

1、跳頻通信是擴頻通信的一個分支，其突出優(yōu)點是抗干擾性非常強，所以非常適用于軍事領域。通過頻率的不斷跳變，使得數(shù)據(jù)在傳輸過程中很難被截獲，因此，跳頻通信的安全性較傳統(tǒng)的Ad Hoc網(wǎng)絡有非常大的提升。
　　 軍事上使用的跳頻超短波電臺使用超短波信道進行數(shù)據(jù)的傳輸。然而，由于跳頻通信體制以及超短波信道的特性，使得現(xiàn)有的Ad Hoc中的MAC協(xié)議，如CSMA/CA很難直接被應用到跳頻超短波自組織網(wǎng)絡中進行使用。
　　 在跳頻超短

2、波自組網(wǎng)中，使用跳頻時隙進行數(shù)據(jù)傳輸，此時隙長度非常大，且每個時隙都起于頻點跳變時刻。因此，CSMA/CA隨時偵聽，隨時發(fā)送的特性無法應用于跳頻超短波自組網(wǎng)中。在本課題設計的競爭型QBDSP協(xié)議中，借鑒了EDCA以及802.11協(xié)議TSF的思路，但并不使用跳頻超短波自網(wǎng)絡中固有的跳頻時隙，而是在每個時隙的開始設置一個競爭期并劃分小的粒度時隙MS(MicroSlot)，有效地降低了時延。同時，QBDSP協(xié)議在網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)量大的情況下，使各個

3、節(jié)點都以一定的概率在下一個時隙不進行信道接入，有效地降低了沖突的產生。由于每個時隙都只能發(fā)送一個數(shù)據(jù)報文，因此，在發(fā)送期保證數(shù)據(jù)可以完整發(fā)送的情況下，延遲時間并不會帶來很大的影響。
　　 在CSMA/CA的實現(xiàn)方式中，每個節(jié)點接入信道時都需要等待一個DIFS時間，若信道空閑則進行發(fā)送。在跳頻超短波通信中，由于每個接入節(jié)點都只能在時隙開始進行偵聽，因此，在接入節(jié)點數(shù)量大于1的情況下，必然會產生沖突。因此，QBDSP協(xié)議不采用DIF

4、S時間機制，而是使用隨機退避到之后任何一個微時隙來代替DIFS時間，有效地降低了沖突產生。
　　 由于短幀的傳送會嚴重影響時隙的利用率，嚴重影響網(wǎng)絡性能，因此，QBDSP協(xié)議不使用RTS，CTS短幀。而是通過對發(fā)送概率進行調整來降低隱藏終端的影響。同時，QBDSP協(xié)議為保證底層的快速傳輸不使用ACK進行MAC級確認。同時，QBDSP協(xié)議使用優(yōu)先級的方式，增加了之前有數(shù)據(jù)發(fā)送但未競爭到信道的節(jié)點競爭到時隙的概率，保證了各個節(jié)點接入