基于自适应天线阵的移动自组织网媒体接入层研究

【摘要】： 在无线自组织网络(Ad Hoc网络)中,媒体接入层协议(MAC协议)控制着节点之间共享信道的规则,是提高Ad Hoc网络性能的关键因素之一。以前关于Ad Hoc网络MAC层的协议都是针对全向天线所设计的。随着天线领域研究的进展,一种可以动态调整天线方向图,有效跟踪有用信号,抑制干扰和噪声的天线系统——智能天线系统,进入了研究者的视野。如果能够把这种天线引入到Ad Hoc网络中,必将大大提高网络性能。本文致力于研究出一种能够很好地利用智能天线系统优点的MAC协议。 为了达到这个目标,本文所做工作如下: 一、简要回顾了Ad Hoc网络研究现状。重点分析了基于智能天线的MAC协议研究现状。 二、通过对已有的基于智能天线MAC协议的归纳和分析,本文指出已有协议存在的一个问题:由于信道预留判决与是否收听到RTS/CTS帧之间的绑定关系,导致MAC层设计陷入困境。 三、为了解决上述问题,本文设计了一种新的旨在进一步挖掘自适应天线阵(智能天线的一种)优点的MAC协议。该协议所做出的改进有:1)信道预留判决不再与是否收到RTS/CTS帧直接相关;2)信道预留判决的触发时机以及具体规则被重新设计;3)在RTS/CTS帧加入了两项新的内容方便节点做信道预留判决;4)增加了一条新的信令帧BPC(Beam Pattern Change)帧,用于进一步释放协议积极性。 四、最后,本文将所提出的新协议以及对比协议在OPNET仿真平台上做了性能对比试验。仿真结果显示,本文提出的协议在积极性以及碰撞率之间取得了更好的平衡,吞吐率较对比协议有了较大幅度提高。