空分复用时分多址接入技术在自组网中的应用研究.pdf

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1、空分复用时分多址接入技术在自组网中的应用研究李伟杰2015年1月中图分类号：UDC分类号：空分复用时分多址接入技术在自组网中的应用研究作者姓名李伟杰学院名称自动化学院指导教师窦丽华（教授）答辩委员会主席孙健（教授）申请学位级别工学硕士学科专业控制科学与工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchonSpatialreuseTDMAintheapplicationofAdHocNetworksCandidateName:LiWeijieSchoolorDepartment:Sc

2、hoolofAutomationFacultyMentor:Prof.DouLihuaChair,ThesisCommittee:Prof.SunJianDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ControlScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的

3、研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要AdHoc网络是由多个具有路由和终端接收两种功能的移动节点组成的自组织网络，整个网络中没有基站，实行节点间自动管理功能。由于AdHoc网络的自动组网、随机移动、高抗毁性等特点，在军事通信应用中具有无

4、可替代的地位。目前有很多的研究学者对AdHoc网络进行大量的研究，分析AdHoc网络的各个方面技术特点，对协议算法做出改进，提高网络在特定条件下的某方面性能。但是针对战术环境下的AdHoc网络技术的研究目前远远不够，将战术环境作战特点与作战通信需求紧密结合在一起是目前研究人员需要研究的内容。论文在分析目前AdHoc网络技术的基础上，针对战术环境下的AdHoc网络，以提高数据传输实时性为目标，研究网络的信道接入技术及数据包路由机制，设计出新颖的信道资源分配机制及路由改进算法。本文主要完成了以下几部分的任

5、务。通过分析国内外众多关于研究战术AdHoc网络特点及各层协议功能的文献，研究战术AdHoc网络作战特点。为提高网络传输延时特性及达到目标级跟踪要求，提出针对MAC层的资源分配协议—空分复用时分多址接入协议（Spatialre-useTimeDivisionMultipleAccess，STDMA）研究的方案，对STDMA协议算法进行改进。以提高网络数据传输实时特性为目的，提出对STDMA协议在资源分配方面的改进方案。通过采用最优链路时隙分配策略及时隙复用机制，达到降低网络传输数据端到端延时的目的，时

6、隙的复用机制提高了网络带宽的利用效率。针对上述研究，提出一种适应于STDMA协议的动态源路由协议（DynamicSourceRouting，DSR）改进方案，通过DSR路由协议获取网络拓扑信息，STDMA协议采用拓扑信息启动时隙的分配机制。此外，针对DSR路由协议的缺点之处，提出采用主动式路由加被动式路由的方式，降低DSR的路由查找次数；并优化DSR路由查找机制及备份路由机制，减少控制报文的传输，提升信道的利用效率。论文最后给出了结合改进的STDMA协议及DSR路由协议的仿真与分析。借助于在Qualn

7、et网络仿真软件上对协议进行仿真，通过与未改进的协议在传输延时性能及分组投递率等方面进行对比分析，验证改进协议的优越性。本文研究的内容为实际战术AdHoc网络的研究提供了借鉴参考。关键字：AdHoc网络；STDMA协议；DSR路由协议；延时；资源分配I北京理工大学硕士学位论文AbstractAdHocnetworksareself-organizationnetworkswhichconsistofmanymobilenodesequippedwiththefunctionsofroutingandr

8、eceivingthepackets.Thewholenetworkshavenotanybasestations.Becauseofthecharacteristicsoftheself-organizationrandom-mobilityabilityandhighanti-destroyingability,theAdHocnetworkshaveirreplaceablestatusinmilitarycommunicationapplicat