面向高頻帶組網(wǎng)波形的mac協(xié)議設(shè)計及跨層優(yōu)化研究

1、碩士專業(yè)學(xué)位論文面向高頻帶組網(wǎng)波形的MAC協(xié)議設(shè)計及跨層優(yōu)化研究專業(yè)類別（領(lǐng)域）：電子與通信工程面向高頻帶組網(wǎng)波形的MAC協(xié)議設(shè)計與跨層優(yōu)化研究I摘要隨著作戰(zhàn)人員對通訊的需求的提高，基于IP的無線戰(zhàn)術(shù)通信也越來越受到關(guān)注。傳統(tǒng)的分層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)固定、各層之間信息交流不及時、缺乏效率和靈活性，并不利于復(fù)雜且不穩(wěn)定的戰(zhàn)場環(huán)境的通信。所以本文利用跨層優(yōu)化技術(shù)改進分層結(jié)構(gòu)，避免其帶來的不利因素，重新設(shè)計鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，提高網(wǎng)絡(luò)的性能，使之更

2、能適合特定波形的戰(zhàn)術(shù)通信。高頻帶組網(wǎng)波形（HighbwkingWavefm，HNW）使用定向天線技術(shù)，采用基于TDMA的接入控制協(xié)議進行無線信道的分配。本文主要是針對HNW的定向技術(shù)進行鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層的跨層設(shè)計，以達到HNW快速組網(wǎng)和高吞吐量的戰(zhàn)術(shù)需求。本文的主要工作和貢獻如下：（1）設(shè)計鏈路層的協(xié)議，設(shè)計定向多接口時分多址控制協(xié)議（DirectionalMultiinterfaceTDMA，DMTDMA）。改進TDMA協(xié)議，重新設(shè)計協(xié)

3、議的幀結(jié)構(gòu)。對經(jīng)典的著色算法WelchPowell進行改進，充分利用多接口多MAC和定向天線的優(yōu)勢，考慮節(jié)點的度和鄰居節(jié)點的著色情況進行信道的分配。該算法提升了時隙復(fù)用率，增加了網(wǎng)絡(luò)容量。（2）解決鄰居發(fā)現(xiàn)時的沖突問題。運用跨層的思想將鄰居發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)在鏈路層，通過接口與網(wǎng)絡(luò)層共享鄰居信息。通過二進制掃描的方法實現(xiàn)快速的定向鄰居發(fā)現(xiàn)；并且本文提出的0和1的置換方法，巧妙利用鄰居的非對稱關(guān)系檢測沖突，以最小的代價解決了定向鄰居發(fā)現(xiàn)時Hello

4、包的沖突問題。（3）改進OLSR路由協(xié)議。對OLSR進行優(yōu)化設(shè)計，考慮鄰居的定向關(guān)系，設(shè)計定向路由協(xié)議，解決了控制包全向式廣播時的大量洪泛問題，降低了網(wǎng)絡(luò)的開銷，加快網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的時間；并擴展OLSR路由協(xié)議的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解決了節(jié)點的多接口通信的轉(zhuǎn)發(fā)問題。本文在Qual中搭建實驗場景，測試DMTDMA與經(jīng)過跨層處理的CLTDMA、CLUSAP、傳統(tǒng)TDMA四種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能。分析了各項網(wǎng)絡(luò)的性能指標，對比了各個協(xié)議作用于HNW時的網(wǎng)絡(luò)性能。實