基于蜂窝拓扑结构的多射频多信道技术研究

摘要

在如今社会中无线传感器的网络发展的日益迅速，网络中面临的问题也随之愈多，以解决网络吞吐量为目的的方法尤为重要，本文针对目前无线自组网络的发展现状，基于多信道的传输技术，借鉴了蜂窝网络结构的模型，将蜂窝结构和多信道技术相结合，并添加了多信道网络编码技术，使得网络节点不但具有能够多信道切换的功能，减少不同节点的数据传输干扰，而且利用网络编码技术，提高传输效率，均衡网络负载，至此，提出了基于蜂窝拓扑结构的多信道网络编码算法CNMNC。该算法是将多信道技术与网络编码的结合，其信道分配算法主要是在无线网络平面中划分出等大的信道圆区域，不同的信道圆区域使用不同的信道通信，这样使得位于不同区域的节点通过不同的信道通信降低信道间的传输干扰。通过节点的相对位置建立平面直角坐标系，同时得出信道圆的坐标并分配信道圆的信道号，通过计算节点的坐标计算出节点所在的信道圆。在平面划分信道圆的过程中，产生了信道圆区域间的交汇区域和独立区域，这样在通信过程中节点可以设置两种通信模式，即在信道圆区域的交汇区域使用多信道通信，而在独立区域使用单信道通信，采取这种混合的策略增加网络的吞吐量和降低网络能量消耗。文中的CNMNC算法利用这种区域间的不同实现了多射频下的信道分配。
　　在网络的传输过程中，基于前面的多信道多射频技术，文章的后半段利用网络编码的理论，在数据传输过程中感知潜在编码机会增加编码包的数量，从而达到最大的网络传输流量，提高网络传输效率和鲁棒性。CNMNC的网络编码部分是基于多信道COPE协议的改进，提出了异于传统COPE协议基于一跳的多跳网络编码，这样增强网络的编码感知能力，提高了网络编码的效率，降低网络时延，也能够有效的提高网络的吞吐量，并且在网络传输中增加了网络的安全性。在文章最后部分，通过仿真实验的结果得出，通过以上方法网络的吞吐量有明显的提高同时也降低了端到端的延时。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 问题的提出

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的组织结构

第2章 关键技术介绍

2.1 信道干扰

2.2 多接口多信道技术

2.3 信道分配协议的分类

2.4 网络编码技术

2.5本章小结

第3章 基于蜂窝结构的多射频多信道节点信道分配算法

3.1 蜂窝结构下的信道分配策略

3.2 接口的转换策略

3.3 传感器节点的信道圆归属定位

3.4 本章小结

第4章 基于蜂窝结构的多信道多跳网络编码

4.1 多信道多接口技术

4.2 COPE网络编码技术

4.3 基于COPE的多跳网络编码改进

4.4 本章小结

第5章 网络仿真实验及其分析

5.1 仿真平台介绍

5.2 网络仿真协议的介绍

5.3 AODV协议

5.4 仿真方案

5.5 网络仿真实验设计

5.6 仿真实验及分析

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢