链式多跳网络多信道时隙分配算法研究

摘要

Ad Hoc网络具有拓扑动态变化、节点能量有限以及链路不稳定的特点，使得网络中的视频传输面临端到端延时长、带宽受限和丢包率高等问题。近年来Ad Hoc网络普遍应用于煤矿井下通信、轨道交通无线监控以及船舶通信等场合，这些场合下的Ad Hoc网络具有链状的特点，而安全应急场合对于视频传输的要求越来越高，这些都加剧了视频流传输面临的挑战，因此提高链式Ad Hoc网络性能是研究的核心和重点。
　　本文概述了Ad Hoc网络视频多跳传输面临的问题以及国内外研究的现状，分析了影响网络性能的关键因素，详细介绍了MAC协议和路由协议的分类及研究。针对单信道链式Ad Hoc网络吞吐量下降迅速的问题，提出了多接口多信道AODV协议（MIMC-AODV)，分析了协议中的信道分配和信道恢复两个核心算法，并采用NS2仿真软件，实现了MIMC-AODV协议，并测试了性能。结果表明，MIMC-AODV协议改善了网络性能。
　　其次，针对MIMC-AODV采用竞争类MAC协议存在节点公平性不足的问题，研究非竞争类MAC协议，提出了时隙分配TDMA协议（SA-TDMA），在SA-TDMA协议中设计了一种针对线形链式Ad Hoc网络特点的时隙分配算法，减少了两跳范围内邻居节点接入无线信道时的冲突。使用 NS2仿真软件，实现了SA-TDMA协议，并测试了SA-TDMA协议的性能。结果表明，SA-TDMA协议更好地满足了节点间的公平性。
　　最后，总结 MIMC-AODV协议公平性不足、SA-TDMA协议时隙浪费的问题，联合信道分配技术与时隙分配技术，提出了结合AO D V与TDM A的多信道时隙分配跨层协议（MSAT）。MSAT协议路由层采用AODV协议，MAC层采用TDMA协议，联合信道分配与时隙分配技术，为网络中节点分配不同的信道，为邻居节点分配不同的数据时隙，减少了信道之间的干扰并改善了网络中节点的公平性问题。采用NS2以及MyEvalvid工具测试比较了MIMC-AODV、SA-TDMA和MSAT协议的视频多跳传输性能，测试结果表明，MS AT更适合应用在线形链式多跳Ad Hoc网络的视频多跳传输。

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1绪论

1.1引言（Introduction）

1.2本课题的研究背景及意义（Background and Significance）

1.3国内外研究现状（Research Status）

1.4论文的主要研究工作（Research Contributions）

1.5论文的组织结构（Organization Structure of the Paper）

2Ad Hoc网络的MAC及路由研究

2.1Ad Hoc网络概述（Overview of Ad Hoc Networks）

2.2链式Ad Hoc网络结构（Structure of Chain-Type Ad Hoc networ ks）

2.3网络性能关键因素分析（Key Factors of Network Performance）

2.4Ad Hoc网络路由协议研究（Research on Routing Protocols of Ad Hoc Networks）

2.5Ad Hoc网络MAC协议研究（Research on MAC Protocols of Ad Hoc Networks）

2.6本章小结（Brief Summary）

3多接口多信道AODV协议

3.1引言（Introduction）

3.2信道分配策略研究（Research on Channel Assignment Strategy）

3.3多接口多信道AODV协议（Multi-interface Multi-channel AODV Protocol）

3.4 MIMC-AODV 协议算法研究（Research on Algorithms of MIMC-AODV Protocol）

3.5MIMC-AODV协议的实现（Implement of MIMC-AODV Protocol）

3.6MIMC-AODV协议测试结果分析（Results and Analysis of MIMC-AODV Protocol）

3.7本章小结（Brief Summary）

4 SA-TDMA协议时隙分配算法

4.1引言（Introduction）

4.2 TDMA协议（TDMA Protocol）

4.3SA-TDMA协议时隙分配算法（Slot Assignment Algorithms of SA-TDMA Protocol）

4.4SA-TDMA协议的实现（Implement of SA-TDMA Protocol）

4.5测试结果及分析（Results and Analysis）

4.6本章小结（Brief Summary）

5链式多跳Ad Hoc网络多信道时隙分配算法

5.1引言（Introduction）

5.2MSAT协议算法（Algorithms Based on MSAT Protocol）

5.3MSAT协议实现（Implement of MSAT Protocol）

5.4测试结果及分析（Results and Analysis）

5.5视频传输测试及分析（Testing and Analysis of Video Trans mission）

5.6本章小结（Brief Summary）

6工作总结与展望

6.1论文总结（Summar y）

6.2工作展望（Prospect）

参考文献

作者简历

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