罗琳[1]2003年在《无线移动自组织网络信道访问控制协议的设计与分析》文中研究说明无线移动自组织互联网络是结合自组织网络的组网和移动蜂窝通信系统中移动用户管理的网络体系结构。这种结构的网络既具有自组织网络组网灵活方便的特点，同时也使得移动用户的接入变得更容易。在移动互联网中，无线链路上的信道接入、通信方式及性能是保证上层可靠通信的关键。本文从移动互联网的两个层次—骨干层和接入层分别对上述问题进行了讨论。 本文从整体的角度介绍了无线移动自组织互联网的系统体系结构，为讨论自组织网络的无线链路通信提供了整体概念。因为移动互联网在链路层采用IEEE802.11的媒体访问控制协议(DFWMAC)，因此本文在第二部分对DFWMAC做了简要的介绍。对于接入层，本文在分析无线主机接入、越区切换和通信方式的同时，给出了实验结果来描述管理帧的交互过程并计算出越区切换所引入的时延。对于骨干层，本文重点讨论了由多跳特性引起的，根源于MAC层的通信性能问题—TCP吞吐率抖动和不公平。并且针对上述问题，本文在最后部分为DFWMAC提出了一种新的基于资源估计的回退算法，仿真结果表明这种回退机制在不失简单性的情况下能有效改善TCP吞吐率抖动和不公平问题。
龙华[2]2006年在《超短波自组织网络数据链路层协议设计与实现》文中提出与通常的有线通信网络不同，无线自组织网络可以在没有预先布设基础设施的条件下方便而迅速地组网。无线自组织网的数据链路层技术是无线自组织网络的关键技术之一。 实现基于TCP／IP协议、具有自组织能力的超短波自组织网络是国家863课题研究的主要目的。与传统的WLAN不同，本网络采用跳频传输技术和静态TDMA介质访问控制技术，这种FH-TDMA传输体制，有利于保证通信节点的可靠性和抗干扰性，易于实现变动环境的自组织组网，但FH-TDMA传输体制的特性和缺陷，对超短波信道链路层协议的设计提出了特殊的要求，引入了新的问题。 本论文设计了一种捎带传输技术的链路层协议。该协议不仅能有效减少网络层自组织协议和链路层相关短帧的单独出现，并且在传递数据的过程中，保持相对较小且稳定的开销，同时实现链路维护、ARP抑制、Hello抑制、两跳拓扑结构感知等功能。 超短波自组织网络的介质访问控制采用FH-TDMA方式，具有固定帧长、定时传输的特点，超短波自组网数据链路层协议利用这一特点，采用捎带域的方法，进行联合设计，有效地解决了短帧降低超短波自组织网络性能问题，并在Linux操作系统下实现了捎带传输技术的链路层协议，在实验环境下对协议的性能进行测试，验证了协议的有效性。
尚文科[3]2016年在《车载自组织网络QoS关键技术研究》文中研究表明车载自组织网络环境中,车辆节点的高速移动特性不仅使得网络拓扑频繁多变,对MAC层协议与路由协议的设计造成很大困难,同时也对无线信号产生影响。车辆行驶在隧道或建筑物密集、多障碍物道路环境中时,受到道路环境的作用,无线信号经过障碍物反射后多个路径造成符号间干扰,通信双方建立的信道多径衰落严重,致使本身就不稳定的链路变得更为不可靠,极大地影响了车载组织网络的通信质量。在各类因素的影响下,仍然需要有相应的措施保证车载自组织网络的高实时与高可靠性QoS服务质量,本文重点对保障这两项要求的关键技术进行研究,主要包括车载自组织网络的体系结构,MAC层信道访问控制机制以及路由协议这叁个方面。首先对层次化与一体化的网络体系结构设计思想进行分析,通过对比各自的优缺点,指出太过狭隘的设计理念并不适合车载自组织网络这类特殊的移动自组织网,而兼顾层次化功能分解,数据流可跨层或逐层灵活性传递的体系结构更适合车载自组织网络。其次,分析了MAC层所采用的信道访问控制机制EDCA虽然较DCF有了很大的提升,但在信道竞争和保障实时性方面仍然存在问题,所以本文提出了改进策略,即采取细化AC优先级,设定AC优先级因子、依据冲突率与优先级因子动态调节竞争窗口、改进内部和外部竞争机制的方法得到自适应A-EDCA信道访问控制机制,以保障高实时性要求的VANET应用,仿真结果显示,A-EDCA机制在平均时延、平均时延抖动和吞吐量上都取得比EDCA更理想的效果。最后,本文综合阐述了TBR、PBR和MBR叁类代表性路由协议的优缺点,经过分析认为GPSR路由协议更适合车载自组织网络环境,但GPSR路由协议在贪婪转发上的缺陷易引发丢包问题,所以本文结合以位置、车速和方向角预测邻居节点、筛选合适的下一跳、转发分组时考虑路由维持时间叁个策略,对GPSR路由协议进行了基于位置和时间预测的改进,得到PMPT-GPSR路由,仿真证明在降低时延和丢包率方面,PMPT-GPSR比GPSR路由协议更具优势。
黄杰[4]2008年在《无线自组织网络半实物模拟系统信道模块的设计与实现》文中研究说明无线自组织网络是一种不依赖于固定基础设施的、具有自组织特性的无线网络,具有组网方便、灵活,受时间和空间制约小的特点,广泛应用于救援、战场和探险等场合,因此成为当前的研究热点。目前通常采用网络仿真和实际网络试验两种方法,对无线自组织网络的协议、算法进行验证和测试。但这两种方法都有局限性:网络仿真是使用计算机技术构造网络拓扑和实现网络协议的模拟行为,可能存在一定的偏差而且不能对网络进行实时的监控、配置和分析;而实际网络测试却通常不是很方便且花费较大的代价。半实物仿真技术是一种融合网络仿真和实际网络试验的新技术,它是将一部分真实的设备连接到仿真实验回路中,用计算机和物理设备实现系统模型的仿真。由于系统中具有真实的软硬件模块,因此半实物仿真比网络仿真对协议和算法的检验更加准确,更能实时对网络进行配置监控;也比实际网络实验对软硬件资源数量要求更少,试验操控性更强,重复实验更容易,使大规模网络仿真成为可能。本课题就是构建这样一个无线自组织网络半实物模拟系统中的信道模块。该系统希望采用多台计算机,在以太网环境下,不借助于任何的无线网络设备,模拟出无线自组织网络的通信环境。模拟内容包括以下几个方面:无线信道访问控制算法模拟、节点的路由转发功能、节点的多层多跳自组织组网、动态拓扑下的组网通信和对整个系统进行实时监控配置。无线自组织网络半实物模拟系统可以基于室内局域网,利用已有计算机设备和网络设施,快速地搭建起一个无线通信网的仿真环境。在这个仿真环境中,可以设计并测试不同的网络布局方案的可行性、合理性以及有效性,为进一步在实地环境中实施通信网络布置提供预先的设计参考。而且,在虚拟作战环境模拟中引入无线通信网的仿真,将为系统提供一个更加逼近真实的战场通信环境。本文阐述的就是对无线自组织网络半实物模拟系统中的信道模块进行设计和实现。对真实无线信道通信环境的逼真模拟是信道模块设计的根本目标。在保证整个半实物模拟系统实时性的前提下,该信道模块设计和实现的主要内容是对多信道环境的模拟、对误帧率的模拟和对802.11DCF协议的模拟。
邵彩幸[5]2015年在《车用无线自组织网络信道访问控制技术研究》文中认为车用无线自组织网络(Vehicular Ad hoc Networks,VANETs)是一种应用于智能交通系统的新型移动无线自组织网络(Mobile Ad hoc Networks,MANETs)。通过车辆与车辆(Vehicle-to-Vehicle,V2V)之间、车辆与基础设施(Vehicle-to-Infrastructure,V2I)之间的相互通信,VANETs为道路上行驶的车辆提供安全告警和服务应用,提高行驶车辆的安全性和舒适性。为了实现VANETs的丰富应用,需要通信效率高、质量可靠的介质访问控制(Media Access Control,MAC)策略提供保障。但是,与传统的自组织网络相比,VANETs有着独特属性,例如快速变化的拓扑结构、节点密度变化幅度大、业务传输需求各异等,使得大量成熟的MANETs MAC协议难以胜任这种新的网络环境,基于VANETs网络的MAC协议的研究与设计极具挑战性。网络的连通性是衡量VANETs通信质量的一个重要指标。尤其是在车辆密度较低的高速公路环境下,如果车辆之间无法连通,则各种服务信息和安全告警信息就很难实现有效的传递。不仅司机及乘客的服务需求无法得到满足,而且道路的安全性也难以保证。特别是在道路上有车队(Platoon)存在的情况下,网络的连通性概率将会发生变化。因此,研究基于车队的VANETs网络的连通性及其对网络的MAC协议设计产生的影响具有重要的学术意义和应用价值。本文以VANETs网络中的信道访问控制技术研究为主线,围绕以上几个方面的问题,针对IEEE 802.11p及IEEE 1609.4标准协议规定的WAVE(Wireless Access in Vehicular Environments)MAC存在的不足,对改进的多信道协调和多优先级支持的MAC协议、基于车队的VANETs网络中的连通性问题及连通性感知的VANETs MAC协议设计问题进行了深入的研究。IEEE 1609.4规定的多信道MAC接入机制中,固定时长的控制信道(Control Channel:CCH)时隙和服务信道时隙(Service Channel:SCH)时隙以及基于竞争的信道接入方式,无法满足安全业务和非安全业务的带宽需求。本文以通用协调时间(Coordinated Universal Time,UTC)策略为基础,提出了时隙可变的多信道协调的MAC协议,根据网络的状态动态地调整CCH时隙和SCH时隙的时长,从而提高信道的利用率和饱和吞吐率。在此基础上,区别于现有的研究,创新性地提出了一种CCH信道上无竞争的顺序ACK(ACKnowledgement)回复策略,该策略可以保证安全告警信息的可靠传递,同时通过WSA(WAVE Service Announcement)报文和ACK回复报文之间的互动,实现服务信息的SCHs信道预约及多信道之间的协调服务。为了适应VANETs网络中不同类型业务的区分服务需要,针对EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)协议的优先级区分信道接入特性,本论文提出了一种多优先级动态p坚持自适应优化算法。以往的多优先级动态优化算法一般通过估计网络中活跃节点的数目来实现网络性能优化,与这些优化算法不同,该算法根据侦听到的信道使用状况实时优化调整不同优先级业务的发送概率,并采用3维的多优先级Markov链模型计算不同优先级信息的最优发送概率和各优先级信息的最优竞争窗口值。分析和仿真结果表明,该算法可以有效地保证安全告警信息的优先传递并能提高CCH信道上的吞吐量。在有车队这种特殊的车辆行驶方式存在的VANETs中,网络的连通性能将会发生很大的变化。而以往的研究并未考虑有车队存在时的网络连通情况,本文创新性地研究了基于车队的VANETs的网络连通性问题。分别分析了V2V通信环境及V2I通信环境中的网络连通性概率。给出了网络连通性概率与车辆节点数目、车辆密度、网络中车队节点所占的比例和车辆及路旁单元(Road Side Unit:RSU)的通信半径之间的关系。分析和仿真结果表明,在有车队存在的VANETs中,连通性概率较没有车队的VANETs网络能够提升10%以上。同时,由于可以借助于两条车道上的车辆中继报文,双车道下的网络连通性概率较单车道下的连通性概率最多能够增加2倍。在VANETs网络中提供服务质量(Quality-of-Service:QoS)保证的MAC机制应该同时满足业务区分服务的要求和系统整体性能最优的目标,特别是在基于车队的VANETs中,不同车队及普通车辆的服务业务具有不同的QoS需求。为实现以上目标,一种基于车队的连通性感知(Connectivity-aware)的MAC协议在本文中被研究,该协议考虑车队头车的中心节点作用以及网络的连通性对VANETs MAC协议设计及网络性能的影响,根据当前的网络状况和网络连通性需求,设计自适应的MAC协议,以此来提高网络的系统吞吐量。同时,协议采用基于满意度的多优先级区分策略将WSA报文区分为不同的优先级,利用比例公平性原则对车辆的满意度进行优化,并建立了多优先级Markov链模型,以此来求解网络连通性和信道系统吞吐量之间的关系以及根据网络状态求解最优的CCH时隙长度。
项锐[6]2008年在《一种超短波自组织网路由协议的分析、测试与改进》文中提出本课题来源于国家高技术研究发展计划(863计划)项目――信息传输分系统研制,项目的主要目标是在超短波信道上构建叁级分层无线移动自组织网络,实现网络的自组织与通信。项目中采用叁层自组织网络结构,每一层由若干个(顶级网络只有一个)无线自组织子网组成,因为采用了多级子网互连结构,系统的路由涉及到网内路由和网间路由。网络信道是基于跳频和扩频超短波信道机。本文首先分析了超短波信道特点,以及对路由协议产生的影响,总结出了在超短波信道上设计路由协议的特殊性,得出传统的网络路由协议不适合在超短波信道上运行,接着分析了本项目中提出并设计的超短波信道自组织网络路由协议,然后在实验室环境中通过模拟系统测试,验证了协议的完整性与正确性;在野外真实环境下进行了长时间的组网测试,证实了协议的有效性与稳定性,满足项目的路由需求。同时根据测试中发现的问题,结合原协议中提出的链路层捎带传输技术,对协议进行了部分改进,使之能更好的在超短波信道中工作。改进的协议采用捎带传输法,将自己的邻居链路质量信息捎带在邻居信息中,通过这种捎带传输方式,每个节点可以轻松高效地掌握周围的链路情况从而更合理的选择路径。改进的路由协议更具有通用性,实现数据报文选路更加合理化,提高了自组织网络的效率和性能。
缪丽民[7]2009年在《车载无线自组织网络的介质访问控制协议研究》文中提出车载无线自组织网络技术(Vehicular Ad Hoc Network, VANET),作为未来智能交通系统的基础之一,通过车与车、车与路边节点的相互通信来构成无线通信网络,用于传递辅助驾驶或事故避免等实时信息,同时提供车载娱乐、实时导航、Internet接入等数据服务,使交通运输网络更加安全、高效、环保、舒适。本文从VANET交通安全应用的要求出发,分析了当前正在制定的IEEE 802.11p标准中的MAC层协议,针对协议中的CSMA信道访问机制无法保证实时性的问题,主要做了以下工作:第一,提出一种基于方向的时隙调度策略。本策略以动态分配的TDMA信道访问机制作为基础,并充分利用了交通流量的对向移动特性,明显降低了时隙冲突概率。Matlab模型分析及NS2模拟结果均显示,本策略在单条双向公路环境下可以减少约80%的时隙冲突,有效地利用了信道资源,同时也提高了MAC协议的实时性。第二,提出一种自适应TDMA帧长度的分布式实时MAC协议(A-ADHOC协议)。在本协议下,节点可根据所处网络的节点密度来选择合适的帧长度,从而解决了固定帧长度协议的可扩展性问题。NS2模拟结果显示,与传统的固定帧长度协议相比,本协议明显增强了高动态车载网络的可扩展性,同时使节点平均帧长度降低了50%,减少了网络平均传输时间。
徐瑞[8]2010年在《移动自组织网络MAC协议的攻击技术研究》文中认为近年来,随着移动通信和软件无线电技术的发展,移动自组织网络受到越来越多的关注。移动自组网具有可临时组网、快速展开、无控制中心和抗毁性强等特点,因而在军事通信中的战术互联网、单兵个人电台等场合获得了广泛的应用,而且正在迅速向民用系统扩展,如无线局域网、个域网、传感器网络等。然而,移动自组网具有多跳路由、动态拓扑、无线信道和能量受限等特征,随时都面临着安全威胁。因此,研究移动自组织网络的攻击技术具有重要意义。论文在深入分析移动自组网MAC协议中最为典型、应用最为广泛的IEEE 802.11DCF协议的基础上,针对IEEE 802.11 DCF协议应用于移动自组网环境下存在的安全问题进行研究,所做的主要工作和取得的结论包括：1.介绍移动自组织网络的基本概念、特点以及应用领域,重点分析移动自组织网络MAC协议攻击技术的研究现状。建立二维马尔可夫模型分析IEEE 802.11 DCF协议的网络饱和吞吐量与网络中竞争信道的节点数、最小竞争窗口和最大回退级数的关系；给出IEEE 802.11DCF协议中RTS/CTS握手机制、随机退避机制等存在的安全隐患。2.提出一种移动自组网的簇移动模型。针对移动自组网的结构特点,归纳出移动自组网中簇移动及节点移动特征；并通过NS2建立移动自组网的簇移动模型,在移动自组网的转移场景下进行DDoS攻击仿真。仿真结果与预期相符,验证了建立的移动自组网仿真场景的正确性与稳定性。3.提出一种新的注入攻击方法。由于移动自组网的节点在参与路由的过程中,链路上的节点将完全信任该链路的可靠性,即除目的节点外,任一节点都不会怀疑链路中其它节点转发来的报文是否可靠,而是尽量转发给下一跳节点。针对移动自组网节点间信任机制存在的安全隐患,将攻击节点潜伏于路由链路之间,当有数据包经过时,向其注入想定的恶意代码或篡改数据包内容等。仿真结果表明,新的注入攻击方法可以严重降低网络的可靠性与安全性。4.提出一种基于攻击集的分布式拒绝服务攻击方法。针对当前移动自组网攻击方法中,攻击者没有对攻击节点进行高效分组的问题,提出攻击集的概念,并建立攻击节点的攻击模型；在此基础上,利用数量有限的攻击节点去抢占或干扰、封锁受害节点的无线信道。仿真结果表明,攻击集可以造成受害节点产生拒绝服务状态,高效地完成攻击任务。
刘鹏飞[9]2012年在《面向集群航天器的空间自组织网络关键技术研究》文中研究指明空间自组织网络是一种新型的空间网络架构，在保障空间分布式系统运行、优化空间资源配置、提高空间系统生存能力和快速响应能力以及推动空间Internet的构建进程方面，其都将发挥不可替代的作用。论文以微纳卫星集群飞行任务为研究背景，阐述了空间自组织网络的基本特征，并对集群航天器空间自组织网络的关键技术进行了研究。论文的主要内容如下：1、阐明了空间自组织网络的基本特征，统一表述了空间自组织网络的概念，介绍了集群航天器空间自组织网络的组成结构。2、提出了单跳结构空间自组织网络分步式构建机制，并在此基础上，提出了集成双网络协议体制的空间自组织网络体系结构。讨论了集群航天器空间自组织网络的基本运行模式，分析了基于空间自组织网络的典型应用。3、在借鉴自组织时分多址（Self-Organized Time Division Medium Access，SOTDMA）技术时隙预约思想的基础上，提出了基于带宽预约时分多址技术的中心控制式单跳网络自主运行协议。4、利用离散事件系统仿真建模技术对单跳网络自主运行协议的工作过程进行了建模，运用Labview搭建了网络性能仿真平台。通过多次仿真试验，对吞吐量、时延和丢包率等网络性能进行了仿真分析，研究了不同协议设计变量、不同网络环境对网络性能的影响，并采用试验设计与响应面拟合相结合的方法对关键协议参数进行了优化设计。5、在协议性能仿真平台的基础上构建了空间自组织网络应用演示平台，对间接遥测、间接遥控、相对位置测量等新型航天应用技术进行了功能演示。总之，论文系统研究了集群航天器空间自组织网络的概念、结构、协议设计、性能仿真和功能演示问题，对于空间自组织网络技术以及航天器集群飞行技术的后续研究具有一定的参考价值。
彭涛[10]2012年在《移动自组织网络中的新型多信道MAC协议》文中研究指明随着移动自组织网络的发展和应用的需要，网络中信息传输的需求逐渐提高，如何为网络提供具有高吞吐率的MAC协议成为了一个研究热点。传统的单信道MAC协议中，所有节点共享一个信道进行通信，邻居节点的信号干扰导致网络吞吐率受到限制。在很多实际应用中，每个节点可使用的信道数目不止一个。不同节点对之间可以使用不同的信道进行并行通信，这就为提升网络吞吐率提供了潜力。近年来，很多实用的多信道MAC协议被提出来，然而这些多信道MAC协议存在着种种限制，例如有些协议要求网络中节点的时钟同步，有些协议需要为每个节点分配固定的跳频序列，有些协议中某个信道会成为网络瓶颈。因此，提出一种适合于移动自组织网络的多信道MAC协议具有重要的研究价值。本课题提出一种基于跨信道协商的多信道MAC协议。协议的基本思想是：预留一个控制信道给所有节点进行信道选择的协商，其余信道用来进行数据传输；采用跨信道的协商机制，减少控制信道上的传输压力；每个节点维护一个可用的数据信道编号，作为其发送数据时优先使用的信道，以此减少通信过程中的碰撞。本课题的主要研究工作包括：（1）基于跨信道协商的多信道MAC协议的设计：设计了一种适合移动自组织网络的多信道MAC协议，解决了四个主要问题：信道协商问题，信道竞争问题，隐含终端问题，显现终端问题。（2）基于模拟环境的协议实现和数据分析：在NS-2网络模拟器中实现课题提出协议和对比协议，设定实验场景；采集和比较实验数据，分析协议在各种条件下的吞吐率变化情况。实验表明：本课题中提出的基于跨信道协商的多信道MAC协议和其对比协议相比，能够提供较高的网络吞吐率，并且具有更好的扩展性。
参考文献：
[1]. 无线移动自组织网络信道访问控制协议的设计与分析[D]. 罗琳. 电子科技大学. 2003
[2]. 超短波自组织网络数据链路层协议设计与实现[D]. 龙华. 电子科技大学. 2006
[3]. 车载自组织网络QoS关键技术研究[D]. 尚文科. 长安大学. 2016
[4]. 无线自组织网络半实物模拟系统信道模块的设计与实现[D]. 黄杰. 电子科技大学. 2008
[5]. 车用无线自组织网络信道访问控制技术研究[D]. 邵彩幸. 电子科技大学. 2015
[6]. 一种超短波自组织网路由协议的分析、测试与改进[D]. 项锐. 电子科技大学. 2008
[7]. 车载无线自组织网络的介质访问控制协议研究[D]. 缪丽民. 清华大学. 2009
[8]. 移动自组织网络MAC协议的攻击技术研究[D]. 徐瑞. 杭州电子科技大学. 2010
[9]. 面向集群航天器的空间自组织网络关键技术研究[D]. 刘鹏飞. 国防科学技术大学. 2012
[10]. 移动自组织网络中的新型多信道MAC协议[D]. 彭涛. 上海交通大学. 2012
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