一种基于SOTDMA的无线自组网信道接入方法【文献综述】

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1、毕业论文文献综述计算机科学与技术一种基于SOTDMA的无线自组网信道接入方法1前言AdHoc网络，又称为自组织网络，是不依赖于网络基础设施，移动节点之间通过无线通信相互协作进行路由，临时构成的一种多跳无线通信网络。这种网络具有机动性高、部署快速等诸多特点，可应用于现代化战场、救灾、会议等许多场合，因而引起了军方和学术界的广泛关注。尽管如此，这种网络还存在诸多问题，特别是信道接入协议，目前MAC层还有许多问题未解决，比如、节点移动的影响、不同信道共享方式、MAC相关的无线接收问题等，其中，隐藏终端和暴露终

2、端问题一直存在于ADHoc网络中，是当今主要研究问题。[1]本文是对移动AdHoc网络MAC接入技术的一种探索性研究。通过本课题的研究，可以对移动AdHoc网络MAC接入技术的性能和特点有清楚的了解，同时，本文所做的工作也为移动AdHoc网络MAC接入技术的进一步研究提供一定的帮助。[2]2AdHoc网络概述AdHoc网络又称为自组网、自愈网，是一种对等网络。它不依赖于固定的基础网络设施，并且网络中各节点的地位平等，无中心控制节点，是一个分布式系统。它可以由无线移动终端在一定的范围内自由搭建。"AdHo

3、c"一词来源于拉丁语，意思是“专用的、特定的”。由于自组网快速、灵活，使用方便，目前AdHoc网络已经成为移动通信技术向前发展的一个重要方向，并将在未来的通信技术中占据重要地位。[3]与其它通信网络相比，移动AdHoc网络的主要特征主要有以下几点：(1)网络自主性。(2)动态拓扑。(3)带宽有限，链路容量易变。(4)节点能量有限。(5)多跳通信。(6)分布式控制。(7)安全性有限。3AdHoc网络中的MAC协议在无线自组网中，数据链路层占据着十分重要的地位，它分为MAC层和LLC层。LLC层负责向网络提

4、供统一的服务，用于屏蔽底层不同的MAC方法[4]。MAC层决定了数据链路层的绝大部分功能，其主要的功能是解决对共享信道接入的控制问题。MAC协议可以分为同步协议和异步协议两类。在同步MAC协议中，所有节点需要确保时间的同步。异步MAC协议采用分布式的控制机制，其信道接入多是基于竞争模式的。早期的AdHoc网络常采用同步通信技术，如TDMA时分复用[5]，在TDMA时分复用中不同的节点占用不同的时隙，每一个节点所占用的时隙是周期性地出现（周期时间由帧长度决定）。这种方法能够在一定程度上保证信道接入的公平性

5、，但是需要确保时钟的同步、时隙的合理分配和调度，但是当网络中节点的数量较多时，用这种方式实现就非常困难，所以目前多数AdHoc网络都采用异步信道共享技术。异步共享接入可以分为受控接入和随机接入两种方式。其中，受控接入包括令牌环技术(token-based)和轮询技术(multipleaccess)。但是AdHoc是一种无中心的网络，所以AdHoc网络不宜采用轮询接入。随机接入中较常使用的协议包括ALOHA协议和CSMA协议。ALOHA协议的基本原理如下:它允许站点在任何时刻进行广播。如果两个信号发生碰撞

6、，各站点只需等待一段随机时间后重试。ALOHA特别适合于传播时延比较长的网络环境，如卫星通信;在地面链路中，一般使用CSMA接入协议来获得较高的信道利用率。[6]MAC协议也可以分为发方驱动协议和收方驱动协议。收方驱动协议是由收方通知发方自己经准备好接收数据，如MACA-BI。发方驱动协议是发方通知收方自己有数据需要发送，如MACA。现有的大多数协议都是发方驱动的，也有少数协议是棍合式的[7]。MAC协议还可以分为单信道、双信道和多信道协议。单信道协议中，所有的信号都在同一个信道上传给。为了减少冲突，可

7、以把信道分成控制信道和数据信道，分别传输控制信号和数据信号，避免数据信号和控制信号的冲突。ISM频带是一个典型的多信道环境，采用多信道MAC协议更能适应AdHoc网络环境的要求。[8]4DS-MAC协议DS-MAC协议是基于双信道的无竞争的MAC协议，所谓无竞争，即所有自组网中的节点不是通过竞争争用信道而得到发送数据的权力，而是利用控制信道进行广播，向所有网络中的节点发送信息以告知它们对这一个时隙的预约，同时建立一张时隙映像表，用来记录时隙的预约状况，从而实现协议的无竞争[9]。DS-MAC协议最重要步

8、骤之一是网络中每个节点的时间同步，只有在时间同步的基础上，才能保证信道时隙预约，否则，时隙的预约就无意义了，会造成数据信道上数据发送的混乱。DS-MAC协议中的每个节点都需要配备一部GPS接收机来保证时间同步，同时能报告节点的位置。在开始阶段，节点需要在控制信道中争用一个空闲时隙，以开始时隙预约。在争用到空闲时隙后，就按照如DS-MAC协议控制信道的时隙预约方法进行时隙的预约。DS-MAC协议的另一个重要部分就是时隙映像表，节点根据时隙映像