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现代通信技术的飞速发展及用户需求的提高不断地对随机多址系统提出新的挑战,作为提高随机多址系统性能的关键技术——冲突分解技术也因此备受人们的关注。同时,随着对随机多址接入技术的深入研究,Ad hoc网络由于其组网灵活,不需固定设备支持,成为国内外学者的一个研究热点。而多址接入协议及冲突分解技术同样也是提高Ad hoc网络性能的关键所在。因此,对随机多址接入技术做进一步的研究及对冲突分解算法的不断改进,对改善随机多址系统及Adhoc网络的性能具有重要意义。
在随机多址系统中,有两类较为重要的冲突分解技术,一类是退避延时算法,如BEB、截断BEB、MILD等。另外一类是基于二叉树、三叉树以及N叉树等的树形冲突分解算法。本论文以随机多址系统中的二叉树形冲突分解技术作为研究对象,对该技术中的一些关键算法及系统应用进行了分析和研究。论文共分为六章。
第一章介绍了随机多址接入技术的特点及其发展趋势,重点讨论了ALOHA系列和CSMA系列随机多址接入协议的工作原理及性能差异,介绍了多信道固定分配多址接入技术及多信道随机争用技术。
第二章介绍了退避延时算法、FCFS分裂算法及树形冲突分解算法。在此基础上重点分析讨论了基本型二叉树形冲突分解算法(隔离与非隔离)和先验决策型二叉树形冲突分解隔离算法,并给出了三种算法下的平均分解时隙数解析式。此外,还对减少系统冲突域的网段微化技术进行介绍。
第三章在先验决策型二叉树形冲突分解隔离算法的基础上,提出了p值可变型二叉树形冲突分解隔离算法,并通过对该算法的原理及一阶特性的分析,给出了系统平均分解时隙数,推导出求解系统平均吞吐量及静态吞吐量的解析式,同时通过计算机仿真证明了理论分析的正确性;最后通过这几种算法间的比较,验证了p值可变型二叉树形冲突分解隔离算法的优越性。
第四章着重对多信道多业务并行冲突分解算法进行了分析。首先提出了多信道随机多址接入系统模型以及多信道多业务并行冲突分解算法。然后对该算法的一阶特性进行了深入的分析,给出了多信道模型下系统平均分解时隙数的求解通式及系统的吞吐量,同时通过计算机仿真实验来验证其理论分析的正确性。本章最后还对多业务模型进行了探讨,并在此基础上提出了基于多业务的多信道随机多址系统原理。
Ad hoc网络作为一种能够临时快速自动组网的移动网络,被认为是下一代最有希望采用的木端网络。第五章从Ad hoc网络的发展、特征及研究热点的介绍入手,对IEEE 802.11 MAC协议在Ad hoc网络中的适用性问题进行了的探讨,并分析比较了目前应用于Ad hoc网络的几种随机接入协议。同时,把本文提出的p值可变型二叉树形冲突分解隔离算法与多信道引入Ad hoc网络,提出两种系统模型,并分别就其原理与性能进行了分析讨论。第六章对全文的主要研究工作进行了总结,讨论了其中存在的问题以及今后继续深入的方向。