论文部分内容阅读
正交频分复用（OFDM）技术早在上世纪60年代便开始应用，军事通信为其首要应用领域，该技术复杂的结构限制了它在当时的进一步应用。在70年代随着离散傅立叶变化可以实现多载波调制，OFDM技术逐步向实用化迈进。在数字信号处理技术和高速硬件的发展推动下，OFDM在ADSL、VDSL和HDTV等系统中得到了广泛的应用。在90年代以后OFDM的发展进一步延伸到了无线信道下的宽带传输。 在OFDM系统中，同一时间段内的子载波都被分配到一个用户。而在OFDMA系统中，不同的子载波组被分配到不同的用户使用，使用不同子载波的站点在同时发送数据时理论上不存在任何干扰。这就形成了一个网络内站点拥有多个同步射频端设备的多信道网络环境。文章在此基础上提出了Pipelined Opportunistic Multi-channel MAC（POM-MAC）协议，该协议提供了多信道交互以及多速率传输的功能，提高了网络的系统带宽的利用率，并且将介质访问控制层的控制开销区分为带宽相关型和非带宽相关型两类，使网络的MAC层以流水线的方式工作。本文使用NS2仿真工具设计和实现了OFDMA环境下的多信道仿真模型，通过仿真证实了POM-MAC协议在信道利用率，报文时延，能耗和公平性等多方面的优势。 本文取得的成果如下：首先，依据 OFDMA系统特点，将其模拟成为同步的半双工多信道模型，同时加入速率控制机制对其进行优化。此外在该多信道模型下引入一种全新的流水线式的信道访问与调度算法。该算法使用两次退避过程，分别基于对OFDMA多信道环境下的CSMA/CA退避机制和基于粒子滤波器改进自适应窗口退避机制，最终实现了对信道利用率的提高和公平性的保障。其次，在上述算法的基础上，提出了在OFDMA基础上的多信道MAC协议。最后，通过NS2仿真工具成功地证实了POM-MAC协议，验证了POM-MAC协议对信道利用率、访问时延的提升。