通信与信息系统硕士论文-短波自组织网链路层协议研究

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1、电子科技大学硕士学位论文短波自组织网链路层协议研究姓名：赵康申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：郭伟20060601摘要自组网是一种不依赖于固定基础设施，能快速、简单组网的临时自治系统，适宜于军事行动、抢险救灾等特定场合的应用。在组网的物理信道方面，短波通信则因其具有的良好抗毁性而成为军事远距离通信的重要手段。短波和自组网技术的结合就产生了短波自组网。短波自组网(HF-MANET：HighFrequencyMobileAdHocNetwork)是以短波信道作为物理介质的自组网。链路层协议是短波自组织网技术的核心，其主要研究为信道

2、接入协议、链路层地址标识、自动链路建立、协议帧格式及数据帧传输协议等。本文结合第三代短波自组织网链路建立(3G—ALE)【1】技术和短波信道特点提出了一种适用于节点大范围地理分布、全网同步工作和采用TDMA工作模式的短波自组织网链路层协议。该协议的网络拓扑结构采用分布式分群结构，协议不同于传统的短波点到点及需要中心节点转发的组网方式，而是初步实现了短波电台之间多跳组网功能，其协议内容主要包括同步呼叫协议、基于ARQ的控制帧传输协议和基于虚电路及时隙预约方式的数据帧传输协议。全网共享一个扫描信道表，节点平时工作在自己所在组的扫描信道上等待被呼

3、叫。网内若有节点需要和其他节点建立点到点连接，主叫节点便使用同步呼叫协议在呼叫信道上实现点到点的链路建立。同步呼叫协议主要用于完成点到点链路建立和业务信道的协商任务，协商完毕即可在后续的时间内在业务信道上完成控制帧或数据帧的传输。数据帧的传输采用了虚电路及时隙预约的方式，该协议初步实现了大范围地理分布下短波电台的多跳组网及数据传输能力。本文最后根据提出的链路层协议原理，利用OPNET网络仿真工具实现了该短波链路层协议模块，并在此基础上使用DSR路由协议模块搭建了整个节点模型和网络模型，最后模拟了多个不同的仿真场景，给出了在不同负载及不同节点

4、移动速度下协议及网络性能变化情况。通过仿真论证了本文提出的协议的可行性，为短波自组织网络链路层协议的设计提供了一种参考。关键词：短波自组织网络，3G-ALE，链路层协议，多信道接入，同步，TDMAAbstractMobileadhoenetwork(MANET)isamulti-hoptemporaryautonomoussystemofmobilenodeswithwirelesstransmittersandreceiverswithouttheaidofpre—establishednetworkinfrastructure．Beca

5、useofgoodperformanceinresisting—destroy,shortwavecommunicationbecomesimportantmeansoflong-rangecommunicationinmilitary．ThecombinationofshortwavecommunicationandMANETtechnologyhasproducedHFMANET．HFMANETisakindofMANETthatusesshortwavechannelasthephysicsmedium．MAClayerprotoco

6、lsarethecoreofHFMANETtobecomeanetwork．Linklayerprotocolsmainlyresearchonmediumacccssprotocol，MACaddress，automaticlinkestablishmenttechnologies，protocoldatastructureanddatatransmissionprotoc01．AccordingtothedesigningrequirementofHFchannelcharacteristicsandcombiningwiththe3“

7、GenerationALEr3G—ALE)Technology,thispaperproposesanewHFLinkprotocol，usingTDMAmode．Andthisnewprotocolsupportscommunicationinlargescalearea．Thisprotocolworkinsynchronization．Itiscomposedofthreemianprotocols：CallSynchronizationProtocol，ControlFrameTransmissionProtocolbasedonA

8、RQmechanismandDataTransmisstionProtocolbasedonslotprecontractmechanism．Onescanchanneltabl