無線Mesh網(wǎng)絡MAC下層協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、無線Mesh網(wǎng)絡(Wireless Mesh Network, WMN)，又稱為無線網(wǎng)狀網(wǎng)，與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡不同，無線Mesh網(wǎng)絡是一種無中心的、自組織的、分布式的無線多跳網(wǎng)絡。一開始，無線Mesh網(wǎng)絡技術只是用于解決通信“最后一公里”問題，但是由于無線Mesh網(wǎng)絡多跳性、結構靈活、低成本等優(yōu)點，無線Mesh網(wǎng)絡技術也用在了LTE等未來移動通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中。本文在對于無線Mesh網(wǎng)絡MAC下層進行了研究的基礎上，設計了一套“專用TD-LT

2、E攜行接入網(wǎng)關”中無線Mesh網(wǎng)MAC下層協(xié)議，并采用軟件無線電基帶芯片SB3500，對MAC下層進行了實現(xiàn)。
　　本文首先從無線Mesh網(wǎng)絡的產(chǎn)生背景與研究現(xiàn)狀、無線Mesh網(wǎng)絡架構與定義、無線Mesh網(wǎng)絡特點以及無線Mesh網(wǎng)絡的應用場景四個方面對無線Mesh網(wǎng)絡進行了介紹;其次，研究了現(xiàn)有無線Mesh網(wǎng)絡和無線Ad hoc網(wǎng)絡的MAC層（媒體接入控制層）協(xié)議，對無線Mesh網(wǎng)絡MAC層的超幀、MAC幀類型、優(yōu)先競爭接入方式(

3、DRP)和分布式預約協(xié)議（DRP）進行了介紹，并對于MAC下層一些機制進行了詳細的分析，包括RTS/CTS握手機制、ACK機制、同步機制、PCA機制等。
　　隨后，本文采用軟件無線電基帶芯片SB3500，對MAC下層協(xié)議進行實現(xiàn)。MAC下層主要劃分為7個部分:MAC調(diào)度器、管理控制模塊、信標/命令幀處理模塊、控制幀處理模塊、MPI幀處理模塊，與MAC上層之間的WMN上層下層接口，以及與下層PHY層之間的MPI接口。實現(xiàn)了MAC下層

4、對于物理層控制、超幀管理、MAS解析、握手機制、確認機制、DRP和PCA兩種信道接入機制等功能，然后通過和PHY層和MAC上層進行整合、調(diào)試與測試，實現(xiàn)WMN模塊并給出其結果展示。
　　最后，針對無線Mesh網(wǎng)絡的節(jié)能需求，提出了一種適用于WMN模塊的節(jié)能節(jié)點選舉算法來降低網(wǎng)絡能耗，該算法借鑒圖論的一些成果，在考慮多種節(jié)能參數(shù)的情況下，選出連通支配集節(jié)點作為非節(jié)能節(jié)點進行代理，其他節(jié)點作為節(jié)能節(jié)點可以進行休眠，進而降低整個網(wǎng)絡能耗