《混合天線模式下的無線自組織網MAC 協定研究》是依託蘇州大學，由李鎣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：混合天線模式下的無線自組織網MAC 協定研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李鎣
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
混合天線模式下的無線自組織網是由擁有全向天線的節點和有向天線的節點共同構成的無線網路。隨著通信技術的發展，有向天線的廣泛使用，不同的設備分別採用全向天線或者有向天線共同構成無線自組織網已經成為一個現實的需求。然而，當前大量的MAC協定的研究只是針對單一的天線類型進行設計，在混合天線模式下無法正常工作，或者會犧牲有向天線的性能，造成網路吞吐量的下降。為此，本課題將深入研究混合天線模式下自組織網的特點、性能、網路容量等理論，在此基礎上，設計新的MAC協定。該協定可以自適應地用於混合天線模式的節點，使得配置有向天線和全向天線的異構節點能夠相互連線構成自組織網路，同時充分利用網路中有線天線的性能，減少有向傳輸導致的隱終端、聾問題，減少干擾，提高空間復用，從而增加無線自組織網的吞吐量，為有向天線在自組織網中的實際套用提供良好的理論和技術基礎。
結題摘要
在當前無線自組織網MAC協定的研究中，往往都假設系統中所有的節點都配置有同一類型的天線。而隨著通信技術的進步，特別是近期無線感測網的迅速發展，不同的設備分別採用全向天線或者有向天線共同構成無線自組織網已經成為一個現實的需求。本項目通過研究混合天線模式下的MAC協定，使得配置有向天線和全向天線的節點能夠相互連線構成自組織網路，以充分發揮網路中有向天線的性能。 首先分析混合天線模式下自組織網的特性，包括干擾模型、天線參數等因素對於系統的影響，發現鄰居發現是無線ad hoc網路自組織過程中的關鍵步驟之一，鄰居發現效率的高低直接影響著網路的性能。以靜態無線ad hoc網路為研究對象，歸納了制約鄰居發現效率的主要問題並提出了解決方案。主要的工作內容包括： (1) 針對ad hoc網路的鄰居發現問題提出了一種新的信道接入機制。 (2) 設計和實現了忙音輔助鄰居發現算法。 (3) 針對基於混合天線的ad hoc網路，提出了一種集中式的鄰居發現方法，可以有效解決波束協調問題。 然後分析混合天線模式下MAC協定中隱終端問題、暴露終端問題以及“聾”問題等問題，設計合理的解決方案和策略，提出有效解決這些問題的算法，減少干擾，提高空間復用，從而增加無線自組織網的吞吐量，為有向天線在自組織網中的實際套用提供了理論和技術基礎。設計實現了以下算法： (1) 設計了能夠適用於混合天線模式下的MAC協定TCDMAC，通過一對收發忙音BTt、BTr的解決方案，忙音的覆蓋範圍達到Rdd。 (2)設計了DMTMAC協定使用多組忙音解決隱終端和“聾”問題。 (3)設計了DFMAC協定，在不需要加入別的硬體機制的前提下，通過網路間節點的協作，充分發揮定向節點的優勢。 (4)設計了一個DCSMAC協定，採用定向天線循環掃描兩周的方式來解決由於定向天線的方向性以及定向天線和全向天線的傳送模式的不同而產生的握手失敗問題。 在完成MAC協定設計之後，又對跨層協定進行了研究和設計。從分析數據包的接收和轉發過程入手,以降低處理機的處理時延為目標，提出了一種基於混合天下的無線跨層MAC-ROUTER設計，實現了CLMRCR協定，採用控制路由的思想以及定向天線遠距離傳輸的優勢來減少轉發節點的處理時間。大大降低處理機的處理時延和資源消耗，從而降低端到端的時延。
