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《基于TDMA和網(wǎng)絡(luò)編碼的低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究與節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn).pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、電子科技大學(xué)UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE論文題目基于TDMA和網(wǎng)絡(luò)編碼的低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究與節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)位類別電子與通信工程學(xué)號201222010428作者姓名馬瑞指導(dǎo)教師李廣軍教授分類號密級注1UDC學(xué)位論文基于TDMA和網(wǎng)絡(luò)編碼的低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究與節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)(題名和副題名)馬瑞(作者姓名)指導(dǎo)教師李廣軍教授電子科技大學(xué)成都(姓名、職稱、單位名稱)申請學(xué)位級別碩士專業(yè)學(xué)位類別工程碩士工程領(lǐng)域名稱
2、電子與通信工程提交論文日期2015.05.12論文答辯日期2015.05.19學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2015年6月答辯委員會(huì)主席評閱人注1:注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號。PROTOCOLRESEARCHANDNODEIMPLEMENTIONOFWIRELESSMESHNETWORKBASEDONTDMAANDNETWORKCODINGAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:RuiMa
3、Advisor:Prof.GuangjunLiSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名:日期:年月日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向國
4、家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)作者簽名:導(dǎo)師簽名:日期:年月日摘要摘要無線Mesh網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和商業(yè)民用領(lǐng)域。城域接入網(wǎng)的音頻和視頻業(yè)務(wù)、應(yīng)急通信等對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延特性提出了較高的要求,研究低時(shí)延無線Mesh網(wǎng)絡(luò)具有十分重要的意義和價(jià)值。本文對近年來國內(nèi)外基于無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的TDMA調(diào)度算法與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)進(jìn)行了歸類綜述,闡述了無線Mesh網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特性研究現(xiàn)狀。利
5、用排隊(duì)論從系統(tǒng)負(fù)荷和時(shí)隙分配位置對基于TDMA的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)延進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上分析了傳輸跳數(shù)和流量分布對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的影響。針對傳統(tǒng)時(shí)隙分配協(xié)議沒有考慮時(shí)隙分布位置的問題,在分析了不同用于競爭的數(shù)據(jù)幀長對節(jié)點(diǎn)時(shí)延的影響的基礎(chǔ)上,提出了動(dòng)態(tài)最小幀長均勻時(shí)隙分配協(xié)議DMFUSAP,利用兩跳內(nèi)主時(shí)隙計(jì)算本地最小數(shù)據(jù)幀長,通過主時(shí)隙輪換和優(yōu)先級列表移位,使節(jié)點(diǎn)時(shí)隙均勻分布。仿真結(jié)果表明DMFUSAP協(xié)議的7跳傳輸時(shí)延比DP-TDMA協(xié)議降低了54.9%;比USAP協(xié)議降低了46.5%??紤]到路由與流量分布對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延的重要性,在分析了已有
6、協(xié)議的情況下,利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù),并把編碼節(jié)點(diǎn)對節(jié)點(diǎn)帶寬的影響考慮到協(xié)議中,提出了低時(shí)延編碼感知路由協(xié)議LDCAR。LDCAR協(xié)議在路由發(fā)起階段估算路由路徑上的節(jié)點(diǎn)時(shí)延,能夠?qū)崟r(shí)地選擇時(shí)延較短的路由。仿真結(jié)果表明,LDCAR協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均端到端時(shí)延在在請求到達(dá)速率為25session/min時(shí)比DCAR協(xié)議低42.3%,比QCAR協(xié)議低21.2%。最后,本文在權(quán)衡設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)難度的基礎(chǔ)上,選擇了本文提出了兩種改進(jìn)協(xié)議算法并以FPGA為平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)。本文利用NIOS處理器設(shè)計(jì)了基于FPGA的軟硬件結(jié)合節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),能夠根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)需求對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行靈活配置。測試結(jié)果表明,數(shù)據(jù)率
7、為100Kbps時(shí),一跳時(shí)延為1.89ms,四跳時(shí)延為9.22ms;數(shù)據(jù)率為300Kbps時(shí),一跳時(shí)延為9.31ms,四跳時(shí)延為63.52ms。結(jié)果表明設(shè)計(jì)符合項(xiàng)目要求。關(guān)鍵詞:無線Mesh網(wǎng)絡(luò),時(shí)延,時(shí)分多址,網(wǎng)絡(luò)編碼,現(xiàn)場可編程門陣列IABSTRACTABSTRACTWirelessmeshnetworkiswidelyusedinmilitary,commercialandcivilianfields.Audioandvideostreaminginmetropolitanareanetworka