基于无线自组织网MAC的FPRP协议改进研究.pdf

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1、2第03145耄年第6月成都大学学报(自然科学版)V01．34No．2JournalofChengduUniversity(NaturalScienceEdition)Jun．2015文章编号：1004—5422(2015)02—0152—04基于无线自组织网MAC的FPRP协议改进研究罗正华，孟源，苏文昊，杨煜婷(成都大学电子信息工程学院，四川成都610106)摘要：5次握手机制(Five—PhaseReservationProtocol，)是无线自组织网中常用的信道接入控制(MediumAc．cessComrol，MAC)时隙分配协议，通过随机竞争接入为广播业务预约无冲突的

2、信息时隙，利用信噪比来判断通信链路是否可靠、增大节点发射功率、增加比特信息、消除非孤立死锁节点、简化协议的方法进行改进．仿真实验结果表明，改进的结果与实际的仿真结果一致．关键词：无线自组织网；信道接入控制；FPRP；节点中图分类号：TN929．5；TN915．04文献标志码：AIS．TDMA时隙分配表在RF中产生，每一个IF按照0引言这个时隙分配表来分配时隙，当下一个RF到来时，无线自组织网(AaI-Ioc)是由一组带有无线收发重新进行时隙预约，时隙分配表也相应进行更新．装置的移动节点组成的无中心、多跳的临时自治系一个Rs包括M个预约周期(ReservationCycle，统，

3、具有组网灵活、快速部署、无需基础设施、成本RC)(M值随具体网络变化)，一个RC包括5次握手低、抗毁性高与生存能力强等特点．目前，大多数信过程．网络中的节点通过5次握手过程来进行时隙道接人协议(MediumAccessControl，姒C)是针对单资源的竞争预约_5]．RP协议的帧结构如图1所播业务设计的，支持广播业务的信道接入协议有5示．步预约(Five—PhaseReservationProtocol，FPRP)和可靠1RFlIFIF．⋯⋯lIFlIF1RIFl预约ALOHA(ReliableReservationALOHA，RR．ALO—HA)协议u．研究发现，FPRP协

4、议不仅可以可靠完／一__一二二一RS1⋯RSNIS1⋯IISN成时隙资源的预约，而且控制部分开销极小．FPRP协议通过随机竞争接人，利用5次握手机制来为广Ll_二二二=№eⅣat_0nFmme1．RRRC1⋯IRCMlTF；lnrn丌1atlonFrame2CR播业务预约无冲突的广播信息时隙，节点一旦预约成功，广播业务的传送具有较高的可靠性．由于时隙_II1123jRRC~；RRee⋯ssecrrvvaatIio；0nn3c1yorJe5P／E—一预约过程只是在两跳范围内进行，所以，时隙分配的图1FPRP协议的帧结构过程可以在网络中的不同空间上并行进行，从而提高了系统的空间复用

5、度_2-4]．本研究针对FPRP协议在FPRP协议下，一个完整的预约过程包括：的不足，比如系统实现的复杂度等，对其进行了改第1阶段，预约请求阶段(ReservationRequest进，并通过仿真实验进行了性能验证．Phase，RR)．在该阶段，节点有数据需要发送，则申请预约时隙以概率P发送一个预约请求分组(Reserva．1FPRP协议tionRequestPacket，RI)．此时该节点称为请求节点FPRP协议是一种基于竞争的同步MAC协议．(RequestingNode，RN)，处于监听状态的节点可能没一个预约帧(ReservationFrame，RF)后面紧跟若干个有收

6、到RR分组，可能只收到1个RR分组，也可能信息帧(InfmrnationFrame，IF)．一个RF包含N个预收到多个RR分组．若节点收到多个RR分组，则视约时隙(ReservationSlot，RS)，每一个IF也包含N个为监听到一次RR包碰撞．信息时隙(InformationSlot，IS)．每一个RS对应一个第2阶段，冲突报告阶段(CollisionReportPhase，收稿日期：2015—01—14．基金项目：国家自然科学基金(61173121)资助项目．作者简介：罗正华(1966一)，男，硕士，高级工程师，从事计算机通信与信息系统研究．第2期罗正华，等：基于无线自组

7、织网MAC的FPRP协议改进研究．153·CR)．如果节点在RR阶段，监听到碰撞，它在CR阶线通信是无噪且对称的信道，这在实际应用中是不存段就会发送一个冲突报告分组(CollisionReport在的．实际场景中，节点发送数据时的射频信号会对Packet，CRP)来表明其在第1阶段监听到RR分组的其他节点产生影响，空中一般也会有其他信号的干冲突，否则节点就保持静默状态．RN节点通过监听扰．在这种情况下，节点应该具有可以测量出无线通CR分组，检测是否发生了冲突．如果没有收到CR信链路信噪比的能