Node Detection in Frequency Hopping Wireless ad hoc Networks

admin · 发表于 2024-2-9 13:58:59

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自组织网络是由多个移动节点以多跳通信方式组成的无基础设施的带宽相对受限的自治系统，被广泛应用在灾区救援、战场监视与控制等民用和军事领域。蓝牙采用跳频扩频通信，是一种安全高效的数据传输方式，可以用于同步自组织网络中建立无线节点间的通信链路。然而，在节点移动的环境下，自组织网络中采用蓝牙技术存在着诸多固有的题目，如：带宽优化、节点检测、功率控制、干扰和同步。本文的主要研究目标是得到在采用蓝牙作为参考协议的无线自组织网络中高效的同步跳频节点检测方法。该方法需要能够快速发现请求加入网络的新成员节点，同时减小网络中子网（簇）之间的干扰。为了达到该研究目标，本文做了如下工作。本文理论推导了单个节点请求加入所造成的干扰并将其扩展到了多节点请求时对干扰功率水平的计算。本文还对影响两个邻居子网间数据包碰撞的各种因素进行了详细分析，理论推导和仿真了任意一对子网间数据包碰撞的概率分布和概率质量函数并与已有文献比对。然后，本文提出了一个有效的避免多个子网间碰撞并限制请求干扰的干扰避免技术并与已有文献比对。该技术在节点检测时间方面牺牲很小。本文依照蓝牙标准还设计并开发了蓝牙跳频FPGA内核的连接状态机和请求子状态机，并验证了其定时性能。最后，本文提出了一个在同步跳频无线自组织网络中高效的被动式节点检测技术并与其他常用的主动式技术比对。比对结果发现本文提出的被动式方法在所有的性能指标上均优于主动式方法：检测时间缩短、碰撞率下降、有效通过量上升、数据包传递延迟下降且节点缓存并不增大。

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