基于多优先级的Ad Hoc网络MAC协议的研究与实现.pdf

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1、基于多优先级的AdHoc网络MAC协议的研究与实现王鹏2015年1月中图分类号：TN929.52UDC分类号：654.1基于多优先级的AdHoc网络MAC协议的研究与实现作者姓名王鹏学院名称信息与电子学院指导教师李海副研究员答辩委员会主席孙昕教授申请学位级别工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchandImplementationofMultiple-Priority-basedMACprotocolforAdHocNetworkCandidateName:WangPengSchoolorDepartment:School

2、ofInformationandElectronicsFacultyMentor:AssociateProf.LiHaiChair,ThesisCommittee:Prof.SunXinDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:Information&CommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015北京理工大学硕士学位论文摘要AdHoc网络由于具有自组织性、多跳性及抗毁性等优点，不需要固定的基础设施支持而能够快速

3、地、灵活地进行组网，因此在军事任务、紧急救援等场合中起到非常重要的作用。媒体接入控制（MAC,MediaAccessControl）协议是AdHoc网络协议中重要的组成部分，实现了分组收发、差错控制、无线信道接入等功能。随着AdHoc网络业务的多样化，对区分服务提出了更多的需求，以满足对不同业务的多样化支持，这就需要AdHoc网络的MAC协议提供对多优先级的支持。本文主要论述了AdHoc网络中多优先级MAC协议的设计、研究与实现。文中首先综述了AdHoc网络的特点、应用场景、典型协议栈结构以及AdHoc网络MAC协议的研究现状。然后，针对某高速宽带AdHoc网络处理时延要求高、

4、工作模式多的特点，提出了MAC层协议栈软件的总体设计方案，并对其中的数据传输模块、多优先级接入模块、路由转发模块、GPS模块、数据记录模块、接口模块等进行了详细设计。针对MAC协议中的多优先级接入部分，首先对关键算法进行了阐述，给出了信道上分组碰撞模型的理论分析，然后详细说明了基于OPNETModeler网络仿真软件的设计与实现，并通过仿真研究了分组的接入成功率和接入时延。最后，使用C语言在基于VxWorks操作系统的ARM嵌入式平台上对该MAC协议进行了工程实现，并且对所开发的MAC协议进行了基于黑盒的功能测试以及基于实际设备的应用业务测试，测试结果表明协议的功能和性能都可以

5、满足系统的设计要求。关键词：AdHoc网络；多优先级MAC协议；OPNET；VxWorksI北京理工大学硕士学位论文AbstractDuetotheadvantageofself-organization,multi-hopandinvulnerability,AdHocnetworkcanbesetupquicklyandflexiblywithoutanyfixedinfrastructuresupport,sothatitplaysaveryimportantroleinmilitarymissions,emergencyreliefandsoon.MediaAccess

6、Control(MAC)protocol,whichachievesdatatransmission,errorcontrol,wirelesschannelaccessandotherfunctions,isanimportantpartoftheAdHocnetworkprotocolstack.WiththegrowingapplicationdiversificationinAdHocnetworks,itisparticularlyimportanttosupportprioritizationoftraffic.ThisrequiresMACprotocolstop

7、rovidemulti-priorityservice.Thepapermainlystudiesthedesign,researchandrealizationofthemulti-priorityMACprotocolinAdHocnetwork.Firstly,thepaperintroducesthecharacteristicsofAdHocnetwork,applicationscenarios,thetypicalprotocolstackandsomeresearchesof