跳頻自組網中TDMA時隙競爭分配算法研究.pdf

1、隨著無線通信技術的發(fā)展，Ad Hoc網絡以其分布式、快速組網、快速愈合的特點，特別適合于在復雜的戰(zhàn)場環(huán)境中組建臨時通信網絡。在利用超短波跳頻電臺組建的分時系統(tǒng)自組織網絡中，時隙的分配策略控制著網絡中節(jié)點的無線信道共享方式和信道資源的分配方式，所以TDMA時隙分配策略的優(yōu)劣將直接影響系統(tǒng)的端到端時延和吞吐量等性能表現。
　　 本文主要研究TDMA動態(tài)時隙分配的信道接入方式在超短波跳頻電臺組網中的應用。根據超短波跳頻信道、無線傳輸和

2、自組網的特性，針對TDMA方式所面臨的問題：隱藏終端、信道利用率、節(jié)點公平性、短幀以及時延較長等，本文提出了一種新的TDMA動態(tài)時隙分配算法來減少它們對系統(tǒng)性能的影響。
　　 本文對現有的TDMA動態(tài)時隙分配協議進行了分析。經典的動態(tài)時隙分配算法包括預約制的五次握手預留協議FPRP和跳頻預留多路訪問協議HRMA，分配類的動態(tài)時隙分配算法包括統(tǒng)一時隙分配協議USAP和時間擴展多路訪問協議TSMA。其中TSMA不依賴于拓撲，但其分配

3、方式的系統(tǒng)開銷大，吞吐量??；其它三種協議都依賴于兩跳距離鄰居的拓撲，其中USAP協議在系統(tǒng)吞吐量和數據報文的無沖突傳輸等方面具有良好的表現，但USAP在系統(tǒng)接入時延方面表現欠佳，其原因在于對空閑時隙的使用策略有一定缺陷：該協議在空閑的時隙中隨機選擇一個時隙進行申請，這樣易造成申請失敗和漏申請，從而造成信道的接入時延較長。
　　 針對超短波跳頻通信的特點，本文提出了基于競爭的按需分配協議(CB-ODAP)，該協議是在USAP協議的

4、基礎上，在競爭階段引入p堅持的Slot-ALOHA算法。論文在對p堅持Slot-ALOHA理論分析的基礎上，建立了p堅持Slot-ALOHA的OPNET仿真模型，理論與仿真結果說明當p值取網絡中活動節(jié)點數的倒數時，可以得到最大的系統(tǒng)吞吐量1/e。另外本文還設計了一種p值根據空閑時隙和總時隙的比例動態(tài)變化的實驗，實驗結果表明p值將逐漸趨向于發(fā)送節(jié)點數的倒數，這樣可使系統(tǒng)達到最大吞吐量。所以p堅持的Slot-ALOHA可以提高信道接入成功率