無線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC下層協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network, WMN)，又稱為無線網(wǎng)狀網(wǎng)，與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)不同，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是一種無中心的、自組織的、分布式的無線多跳網(wǎng)絡(luò)。一開始，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只是用于解決通信“最后一公里”問題，但是由于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)多跳性、結(jié)構(gòu)靈活、低成本等優(yōu)點(diǎn)，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也用在了LTE等未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。本文在對于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC下層進(jìn)行了研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套“專用TD-LT

2、E攜行接入網(wǎng)關(guān)”中無線Mesh網(wǎng)MAC下層協(xié)議，并采用軟件無線電基帶芯片SB3500，對MAC下層進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先從無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景與研究現(xiàn)狀、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與定義、無線Mesh網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)以及無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景四個(gè)方面對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹;其次，研究了現(xiàn)有無線Mesh網(wǎng)絡(luò)和無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層（媒體接入控制層）協(xié)議，對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC層的超幀、MAC幀類型、優(yōu)先競爭接入方式(

3、DRP)和分布式預(yù)約協(xié)議（DRP）進(jìn)行了介紹，并對于MAC下層一些機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的分析，包括RTS/CTS握手機(jī)制、ACK機(jī)制、同步機(jī)制、PCA機(jī)制等。
　　隨后，本文采用軟件無線電基帶芯片SB3500，對MAC下層協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。MAC下層主要?jiǎng)澐譃?個(gè)部分:MAC調(diào)度器、管理控制模塊、信標(biāo)/命令幀處理模塊、控制幀處理模塊、MPI幀處理模塊，與MAC上層之間的WMN上層下層接口，以及與下層PHY層之間的MPI接口。實(shí)現(xiàn)了MAC下層

4、對于物理層控制、超幀管理、MAS解析、握手機(jī)制、確認(rèn)機(jī)制、DRP和PCA兩種信道接入機(jī)制等功能，然后通過和PHY層和MAC上層進(jìn)行整合、調(diào)試與測試，實(shí)現(xiàn)WMN模塊并給出其結(jié)果展示。
　　最后，針對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能需求，提出了一種適用于WMN模塊的節(jié)能節(jié)點(diǎn)選舉算法來降低網(wǎng)絡(luò)能耗，該算法借鑒圖論的一些成果，在考慮多種節(jié)能參數(shù)的情況下，選出連通支配集節(jié)點(diǎn)作為非節(jié)能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行代理，其他節(jié)點(diǎn)作為節(jié)能節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行休眠，進(jìn)而降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗