阴影衰落环境下无线多跳网络链路传输特性研究

摘要

无线多跳网络利用多跳传输突破了传输距离对端到端通信的限制。网络中，节点可以随时随地以任意方式组网，同时节点的加入或者离开并不依赖于中心节点或固定设施的组织和控制，这使得网络组建和管理十分灵活、扩展容易、抗毁性强，让通信网络在建网困难的区域得以迅速建立。
　　尽管无线多跳网络具有许多优点和巨大的应用潜力，但其具有的特性同时为无线多跳网络传输和应用带来许多阻碍和挑战。无线多跳网络的传播信道是开放的自由空间，复杂的传播环境制约了网络的连接性能，成为无线多跳网络应用的一大挑战。另外，网络节点具有移动性，使得链路连接不稳定，网络拓扑变化频繁。为了解决信息在复杂无线环境中稳定传输的问题，本文分析了无线多跳网络链路在阴影衰落环境下的连接性、稳定性和传输能力，利用链路传输特性建立网络模型，为设计对动态环境具有强适应性的路由协议提供依据与支持。
　　本文使用空间损耗场仿真传播环境中的阴影衰落，搭建传播损耗环境分析平台。然后根据传播损耗与链路建立的关系，考察节点间的链路连接性，并据此建立网络邻接矩阵，用于链路稳定性和链路传输性能的仿真和分析。接着，结合半马尔可夫运动模型考虑节点移动对链路连接稳定性的影响，基于链路连接性和节点移动特性通过仿真得到链路剩余生命时间分布。最后，利用链路剩余生命时间分布和数据流传输时间特性，提出链路传输性能评估模型，评估多跳网络中无线链路传输数据业务的能力。
　　仿真实验结果显示，网络邻接矩阵能有效反映网络传输链路连通情况，并且基于邻接矩阵的协议分析是正确的。链路剩余生命时间呈指数分布，均值近似为节点最大传输距离与节点平均速度的比值。传输性能评估值与网络成功接收率存在正相关线性关系，证明模型能有效反映不同运动速度场景中各路由协议建立链路的传输能力。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 课题研究的主要内容和结构

第2章 无线多跳网络传输环境

2.1 引言

2.2 传输环境损耗

2.3 大尺度衰落

2.4 阴影衰落

2.5 空间损耗场阴影衰落仿真

2.6 网络模型

2.7本章小结

第3章 无线多跳网络连接性

3.1 引言

3.2 连接性分析网络场景

3.3 链路连接性分析

3.4 连接性仿真

3.5 验证实验

3.6 本章小结

第4章 无线多跳网络链路稳定性

4.1 引言

4.2 稳定性分析网络场景

4.3 运动模型

4.4 链路稳定性分析

4.5 稳定性仿真

4.6 本章小结

第5章 无线多跳网络链路传输性能

5.1 引言

5.2传输性能分析网络场景

5.3 链路传输性能分析

5.4 链路传输性能仿真

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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