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《东南大学》 2005年 博士论文
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WPAN应用环境下的抗干扰特性及路由优化的研究

谷金山  
【摘要】: 在无线个域网应用环境下,网络共存性的情况相当复杂,分属不同标准的网络之间,在提供业务种类互补的同时也存在着相互干扰,影响了系统的性能。如何在复杂的共存环境下协同工作,缓解彼此间的干扰,提高整个系统的吞吐量,具有十分重要的意义。无线Ad Hoc网络无需固定基础设施的支持,具有布网方便快捷、可靠性高、灵活性强等众多优点。各种智能化、小型化的无线终端和智能家庭终端的大量出现,它们之间的信息共享与数据交换需求极大地推动了无线Ad Hoc网络的发展,使得无线Ad Hoc网络成为研究的热点之一。在此背景下,本论文对无线个域网应用环境下,多网共存问题及蓝牙Ad Hoc网络的路由问题进行了深入研究。 论文首先对无线个域网应用环境下IEEE 802.11b的吞吐量性能进行研究。为了利用IEEE 802.11b的包长度可变的特点,对IEEE 802.11b数据包的碰撞(由WPAN数据包引起的)概率进行了理论分析。发现在一定的WPAN干扰强度下,IEEE 802.11b存在唯一的数据包长度使得系统的吞吐量最大,仿真结果也证实了这一点。在此基础上,提出了一种IEEE802.11b系统包长自适应方案。结果显示,采用包长度自适应方案后,IEEE 802.11b的吞吐量性能明显改善。 其次,论文对无线个域网系统与其他工作在ISM频段的系统共存进行了研究。针对采用自适应跳频技术的无线个域网系统的不足,提出了一种冲突躲避自适应分组选择技术,其思想是同时考虑前向信道和反向信道,双方都是好信道的情况下尽可能发送长数据包。理论分析的结果表明,在大多数无线个域网应用环境下(即信道状态改变不是太快以及坏信道不是太多),所提方案能够显著地提高无线个域网系统的吞吐量。方案仅需对系统的软件进行升级,实用性强。 第三,论文在同时考虑无线个域网系统的同频干扰和邻频干扰的基础上,对多个无线个域网系统共存时的自干扰问题进行了研究,提出了一种分组类型自适应选择的方案,并研究了无线个域网的分布密度、目标网络内发射设备与接收设备之间的距离、无线传播指数、分组长度对系统性能的影响。仿真的结果表明,所提方案能有效地提高跳频无线个域网系统的抗自干扰能力。然后根据无线个域网的两种典型应用环境的特点,给出了进一步提高数据传输速率的思想。 最后,对蓝牙Ad Hoc多跳网络的路由进行了研究。针对现有的基于蓝牙的Ad Hoc网络路由协议中存在的一些问题,例如网络中有主从复合节点单元时可能会引起的路由混淆问题,以及路由搜索分组泛洪发送时可能导致的路由失败,提出了一种新的路由协议实现方案。分析和仿真结果表明,方案很好地利用了蓝牙的技术特点,不仅解决了网络存在主从复合节点单元时可能会引起的路由混淆问题,同时可以显著地减少路由发现的时间并且增加路由发现的概率。


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