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由于定向天线具有增大覆盖范围、提高空间复用、降低干扰的优点,它已成为提升移动自组织网络性能的关键技术之一。但是,空间维度的引入使得节点之间可以正常通信的条件不仅是时域上收发状态的匹配,也包括空域上的对准,这给移动自组织网络中时分多址协议的设计带来新的挑战。本文首先对采用纯定向天线的移动自组织网络中邻居节点发现算法进行研究,提出了基于快扫描的邻居节点发现算法(Neighbor Discovery by Fast Scan,NDFS),在没有GPS等设备辅助的条件下,通过“定位扫描”和“发送扫描”,实现邻居节点的快速发现,并在发现过程中采用主从同步方式实现节点之间的同步。其次,在采用纯定向天线的移动自组织网络中,在同一时刻一跳范围内可以有多条链路存在,因而可能会导致时隙冲突的问题。因此,本文提出了基于抑制检查的链路调度算法(Link Scheduling by Suppression Check,LSSC),在分配时隙时,通过链路共存条件实现对干扰链路的接入控制,有效避免了链路调度时的时隙冲突,降低了网络干扰,提高了网络吞吐量。再者,节点移动会导致:(1)节点由原来的通信波束移入其邻居波束,发生波束切换;(2)节点移出邻居节点的单跳通信范围,发生邻居节点丢失;(3)原来不存在干扰或者干扰较小的链路因为移动而产生较大干扰,导致链路失效。同时,外部干扰源的存在也可能会导致某些链路失效。针对这些问题,本文提出了链路维护算法,包括基于“链路距离”的链路干扰预测,基于统计信息的链路失效检测和调整以及业务时隙辅助实现的波束切换。通过“链路距离”量化链路之间的干扰,预测可能会存在干扰的链路并提前调整;通过收集链路信息,确定链路失效原因,并及时进行调整;在确定节点发生波束切换时,使用业务时隙交互波束切换信息辅助完成波束切换,缩短波束切换时间,并抑制在该段时间内业务分组的发送,避免对其他节点造成干扰。在网络密度较大的情况下,链路维护算法会愈加明显。最后,本文使用OPNET网络仿真软件对纯定向自组织网络中时分多址协议进行仿真。仿真结果表明,邻居节点发现算法可以缩短节点的发现时间,提高发现概率,加快网络的建立和节点的入网。链路调度和链路维护算法都可以充分发挥纯定向天线的优势,降低链路干扰,提高网络的空间复用和吞吐量,进而改善网络的性能。