链式多跳网络多信道时隙分配算法研究

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1、硕士学位论文链式多跳网络多信道时隙分配算法研究ResearchonMulti-channelSlotAssignmentAlgorithmsBasedonChain-TypeMulti-hopNetworks作者：刘嘉莉导师：孙彦景教授中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TP393学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文链式多跳网络多信道时隙分配算法研究ResearchonMulti-channelSlotAssignmentAlgorithmsBasedonChain-TypeMulti-hopNetworks作者刘嘉莉导师孙彦景申

2、请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程研究方向无线网络答辩委员会主席李世银评阅人盲审二○一六年五月论文审阅认定书研究生刘嘉莉在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢相遇于玉兰花花开之时，离别又是于玉兰花开花之际。与十分喜爱的坐落于云龙湖畔的中国矿业大学因缘相处的近三年时光转瞬即逝，我心中有着太多的依恋与不舍。想想这三年美好又难忘的

3、经历，我的脑海里浮现出那些时时陪伴我左右的人，万分的感激一霎那全部涌上心头。在中国矿业大学读研期间，有幸进入孙彦景教授门下。孙老师严谨的学术作风、豁达的生活态度、渊博的专业知识、风趣的讲话方式都是令我受益终生的财富。孙老师在做人、治学、修养等多方面的品质都将是我以后工作、生活中学习的榜样。在这三年中，孙老师从不间断对我的学习进行指导，不仅教授我专业知识，同时传授我学习方法，这些都使我受益匪浅。在我论文的选题、研究以及整体的进展中，他及时为我排疑解难，使我能以饱满的精神和严谨的态度去面对问题和解决问题。仅此向孙老师对我的教诲表示深深的谢意。感谢已经毕业

4、的赵甫胤、孙建光等师兄师姐，感谢他们在我生活和课题研究中给予的帮助。感谢我的同学梁迪慧、岳攀攀、杨玉芬和高鹏，在我论文写作的过程中，我们一起交流探讨、共克难关、相互鼓励。感谢实验室所有的伙伴们，尤其是简毅师弟和林昌林师弟，他们在我实验测试中给予了无私的支持和帮助。还要感谢我的舍友张盼盼、韩海玲、丛潇雨，我们一起生活、一起奋斗、一起欢笑，那些愉快的经历是我一生最宝贵的财富。感谢我的父亲母亲，感谢他们在学习上对我的支持，牵挂我生活的每时每刻，你们的鼓励和赞许一直是我前进的动力。还要感谢各位老师专家在百忙之中审阅我的硕士论文，并给予指导，在此谨向您们表达我

5、最诚挚的谢意！再次感谢所有关心、支持和帮助过我的人。摘要AdHoc网络具有拓扑动态变化、节点能量有限以及链路不稳定的特点，使得网络中的视频传输面临端到端延时长、带宽受限和丢包率高等问题。近年来AdHoc网络普遍应用于煤矿井下通信、轨道交通无线监控以及船舶通信等场合，这些场合下的AdHoc网络具有链状的特点，而安全应急场合对于视频传输的要求越来越高，这些都加剧了视频流传输面临的挑战，因此提高链式AdHoc网络性能是研究的核心和重点。本文概述了AdHoc网络视频多跳传输面临的问题以及国内外研究的现状，分析了影响网络性能的关键因素，详细介绍了MAC协议和路

6、由协议的分类及研究。针对单信道链式AdHoc网络吞吐量下降迅速的问题，提出了多接口多信道AODV协议（MIMC-AODV)，分析了协议中的信道分配和信道恢复两个核心算法，并采用NS2仿真软件，实现了MIMC-AODV协议，并测试了性能。结果表明，MIMC-AODV协议改善了网络性能。其次，针对MIMC-AODV采用竞争类MAC协议存在节点公平性不足的问题，研究非竞争类MAC协议，提出了时隙分配TDMA协议（SA-TDMA），在SA-TDMA协议中设计了一种针对线形链式AdHoc网络特点的时隙分配算法，减少了两跳范围内邻居节点接入无线信道时的冲突。使用

7、NS2仿真软件，实现了SA-TDMA协议，并测试了SA-TDMA协议的性能。结果表明，SA-TDMA协议更好地满足了节点间的公平性。最后，总结MIMC-AODV协议公平性不足、SA-TDMA协议时隙浪费的问题，联合信道分配技术与时隙分配技术，提出了结合AODV与TDMA的多信道时隙分配跨层协议（MSAT）。MSAT协议路由层采用AODV协议，MAC层采用TDMA协议，联合信道分配与时隙分配技术，为网络中节点分配不同的信道，为邻居节点分配不同的数据时隙，减少了信道之间的干扰并改善了网络中节点的公平性问题。采用NS2以及MyEvalvid工具测试比较了M

8、IMC-AODV、SA-TDMA和MSAT协议的视频多跳传输性能，测试结果表明，MSAT更适合应用在线形链式