基于環(huán)境認知的無線Mesh網(wǎng)絡MAC協(xié)議的研究.pdf

1、當前，寬帶無線通信是通信領域研究的熱點。本文研究一種基于環(huán)境認知的寬帶無線網(wǎng)絡—認知無線Mesh網(wǎng)，它將認知無線電技術(shù)應用于無線Mesh網(wǎng)中，是具備環(huán)境認知、高頻譜效率、高度靈活性、寬覆蓋范圍的新型寬帶無線網(wǎng)絡。本文在研究認知無線Mesh網(wǎng)絡多信道MAC協(xié)議的基礎上，重點針對基于頻譜感知、基于信道質(zhì)量感知及基于路由感知的MAC協(xié)議進行了相關(guān)的研究。 首先在介紹IEEE802.11無線Mesh網(wǎng)MAC協(xié)議的基礎上，對單網(wǎng)卡多信道M

2、MAC協(xié)議與雙網(wǎng)卡多信道DCA協(xié)議進行詳細介紹和性能仿真分析，提出了無線Mesh網(wǎng)多信道MAC協(xié)議的數(shù)學模型，其包含Bernoulli模型和M/M/K排隊模型，針對DCA協(xié)議進行了建模性能仿真驗證，仿真結(jié)果和數(shù)學分析結(jié)果很接近，建立的模型比較準確。 在研究認知無線電頻譜感知技術(shù)的基礎上，將其引入到無線Mesh網(wǎng)的MMAC和DCA多信道協(xié)議中，提出基于頻譜感知的CWMN-MMAC和CWMN-DCA多信道MAC協(xié)議。在協(xié)議中增加一個

3、專門控制窗口進行頻譜探測的信息發(fā)布，建立了主用戶信道利用率模型；采用基于隨機感知策略的動態(tài)檢測信道模型，得到網(wǎng)絡飽和吞吐量數(shù)學公式；且針對主用戶活動情況，對信道利用率及次用戶對主網(wǎng)絡性能影響等方面進行驗證分析；針對同頻干擾，在信道協(xié)商前增加頻點識別功能，提出了基于頻點感知的多信道CC-MMAC協(xié)議，仿真驗證協(xié)議有效地減輕了同頻干擾。 受衰落和色散的影響，信道質(zhì)量是隨時間變化的，從而對網(wǎng)絡的性能造成一定的影響，因此建立了高斯信道和

4、衰落信道的MAC協(xié)議模型；在研究速率自適應的基礎上，對速率自適應的MAC協(xié)議進行性能分析，提出基于機會速率自適應的OAR-DCA多信道協(xié)議，有效地提高了網(wǎng)絡的吞吐量。 在研究多徑路由AODV協(xié)議的基礎上，將路由層的下一跳思想引入到MAC層上，提出建立多個下一跳的MNH-MMAC協(xié)議；并對AODV路由協(xié)議進行改進，建立無連接限制的NDL—AODV路由協(xié)議，將NDL-AODV+MNH-MMAC協(xié)議與原有AODV+MMAC協(xié)議進行仿真