移动自组网的定向天线组网技术研究

摘要

移动自组网(Mobile Ad hoc Networks,简称MANET)属于无基础设施、无中心的移动无线网络,所有节点都能够移动并以任意拓扑方式动态连接,可应用于军事通信、应急通信、临时通信等需要快速稚署、动态组网的通信场合.以前对该网络的研究几乎都针对或默认为收发节点采用全向天线,该文主要研究其采用定向天线后的网络实现的关键技术.首先阐述了定向天线在网络空分复用(SDMA)、天线增益、抗干扰等方面的的优势,分析了定向天线用于移动自组网的可行性,接着重点研究了基于定向天线的多址接入协议和路由协议,分析了与全向天线在组网和协议实现中的异同点和优缺点,并对特定的环境下的网络性能作了对比.该文提出的定向路由协议DS_SR是基于对现有协议DSR的改进下实现的,通过定向邻节点路由表、定向源路由和定向搜索来完成路由发现与维护.研究发现,定向天线的应用,相比全向天线可明显提高网络的总的吞吐量,减少信道干扰、多址干扰,提高信干噪比,且由于定向天线的高增益可实现较远距离、较少跳数的通信,减少了路由发现时间,这样大大减小了传输时延,网络的整体性能得到了不同程度的提高,同时部分地解决安全问题,通过功率控制还可较容易的实现节能的目的.为了方便网络协议性能仿真,使移动自组网的接入协议和路由协议能够在同一个模板上实现,该文在仿真平台OPNET设计了IEEE802.11框架下的移动自组网节点模型和定向天线模型等,并通过对现有协议的改进,实现了特定网络性能的计算机仿真.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的声明

第一章绪论

§1.1概述

§1.2移动自组网的特点及应用

§1.3移动自组网的体系结构

§1.4本文的研究背景

§1.5本文的研究内容及论文组织

第二章定向天线

§2.1概述

§2.2定向天线技术的实现方式

2.2.1定向天线的基本结构及原理

2.2.2自适应阵天线采用的自适应算法

§2.3定向天线应用于移动自组网的研究

2.3.1定向天线对网络协议的影响

2.3.2定向天线对网络性能的影响

§2.4本章小结

第三章移动自组网的定向接入协议

§3.1概述

§3.2接入协议研究背景

3.2.1 CSMA/CA

3.2.2 IEEE802.11

3.2.3其它协议

§3.3移动自组网的定向接入协议

3.3.1 DBTMA/DA

3.3.2 ABF-CSMA/CA

3.3.3 DMAC

3.3.4 MMAC

3.3.5 ToneDMAC

3.3.6其它协议

3.3.7协议比较

§3.4本章小结

第四章移动自组网的定向路由协议

§4.1概述

§4.2路由协议研究背景

4.2.1基于网络结构的路由协议

4.2.2基于路由建立和保持方式的路由协议

4.2.3基于GPS辅助的路由协议

§4.3移动自组网的定向路由协议

4.3.1表驱动型自适应路由协议

4.3.2按需型定向路由协议

4.3.3DDSR

4.3.4 DS_DSR

§4.4本章小结

第五章移动自组网仿真模型的构造

§5.1仿真工具简介

§5.2节点模型的构造

5.2.1天线模型

5.2.2信道模型

5.2.3移动模型

§5.3仿真框架模型及结果分析

5.3.1移动自组网干线节点的定向传输性能仿真

5.3.2移动自组网的定向接入与路由协议仿真

§5.4本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

发表论文