无线自组织网协同同步方法与信道接入技术研究

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体己经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)．瞒懈z矿J中年r月J节日厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《

2、中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。(√)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容

3、。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人c签孙厩诒辛汐肜年厂月J妒日摘要无线自组织网络(Adhoc)是一种无中心、多跳、分布式部署的无线网络，具有可快速、独立组网的特点。无线自组织网络的通信节点之间独立平等，无需固定设备支持，因此抗毁能力较强，可适应多种情况需求，具有广阔的应用前景。无线自组织网络的信道接入(MediaAccessComr01)协议掌管节点如何获取信道，

4、对网络性能有着重大影响。和基于竞争的协议相比，基于时分的接入协议有着时延可控、无冲突传输等优势。但在提高基于时分的接入协议性能时，仍有两个难点需要解决：如何保证全网时间同步以及如何提高网络吞吐率。在基于时分的分布式协议中，时间同步是实现其他功能的重要前提，因此研究网络的同步速率具有重大意义。当分布式网络中出现同步异常节点时，将无法实现全网收敛同步，如何快速检测出异常节点是保证全网同步的一个难题。此外，提高网络的吞吐率也是改善无线自组网性能的一个重要方面。针对上述无线自组织网络的特点，本文对其MAc层时

5、间同步问题和信道分配问题进行了深入的研究。借鉴复杂网络研究方法，考察了网络拓扑结构对网络同步速度的影响；提出了基于统计相关的同步异常检测算法；此外，论文以跳频预留多址接入(H1wA)协议为基础，研究分析了多信道接入协议的吞吐率性能。论文的主要工作如下：(1)复杂网络领域的研究发现网络的拓扑结构对网络的同步收性能度有着较大影响。因此本文借鉴复杂网络研究同步问题的方法，分析无线自组网拓扑结构对同步的影响，重点考察了网络的介数和结构熵在表征网络收敛速度时的作用。(2)若自组织网络采用分布式的同步算法，那么节

6、点的时间状态值只由自身和邻居节点的状态决定，无法获知全网信息。因此如果有一个节点发生异常时，将导致整个网络无法同步收敛。本文针对这个问题提出了一种基于统计学相关性分析的算法，通过计算节点问时间状态的相关性强弱来寻找状态异常的节点。仿真结果表明，在缓冲区长度、节点密度、通信半径三个参数中，缓冲区长度对检测能力的影响最大，只要缓冲区足够长，便可实现在任意节点密度和通信半径情况下的准确识别。当缓冲区一定时，节点密度越大则识别能力越弱。随着节点覆盖半径的增大，识别性能会先降后升。摘要(3)论文针对HI洲A协议

7、使用固定退避窗口，在高负载情况下吞吐性能下降的问题，引入二进制指数退避(BEB)算法，使得改进后的HRMA协议在高负载下仍能保持较高吞吐率。并分析了在多信道情况下，不同参数对协议吞吐率的影响，并给出了理论公式。通过仿真结果的分析表明，改进后的HRMA协议在达到吞吐峰值后仍能保持吞吐率不下降。且使用较大的平均分组长度，能提高系统的吞吐率；系统节点数小于可用信道频率数时，节点越多，则系统性能越差。关键词：无线自组织网络；时间同步；收敛速度；异常检测；信道分配IIAbstractWirelessadhoci

8、sadistributedwirelessmuni-hopnetworkwithno—centralnodeanddistributedd印loyment，whichhasarapitanddependentcharacteristic．ThenodesinAdhocareequalandind印endent，withoutsupportiIlg丘om6xedequipments．Asaresult，theyhasastronganti—damageab