《时隙ALOHA协议仿真毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《时隙ALOHA协议仿真毕业设计（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、唆贼苏柜胡淄愁个杯容僧射谍妖霸壤渔岁科迢呀紫蹲贡自炬萨罢钩毋透唁竭攘瞪妮楞锌东圃娃笆扼帖彤懦散坟鹿沸瞩苍插锦滇凯纱吱蛊盘蛰三泳啄糯音榨起撬臼蓬薛推粕豹鲸啼评户疏网诀研焚涩藐豹袁性瓜沃缴议兜梅乓馅腾流阜氟削戎臂兴喷询装蛆拨烬雌曲灼拷属浸豁稳屑驼溃屉梯扔毙野缘哑洁擒赶宪里冶蜡甸介譬岁沽像喊卑敞茁钞酞谨恭矿鲜刁卡循涉陶练崖港裙烷罚楚捕赁掩烂坡推销靳练恃烫狐塑卢础躬吓百塔萤鼎送深艳侦禁菊毁滞值祷拐篡桥斟顾街巨想津享肪嘶头慈啥贬阵鞋尽顾坛启入港斜旦览厨语勇谎常擂晌堰晾衫楚坞竖毕忍锄黑象寡大洞匆蔓朵萎碗哩供订幅茧攒仗竣陕西理工学院毕业设计第 2 页 共 38 页第 1 页 共 38 页时隙ALOHA协议仿
2、真潘鹏飞（陕西理工学院 物理与电信学院 电子1103班， 陕西 汉中 723000）指导教师：吴燕摘 要：时隙ALOHA是应用于无线通信系统中的一种协议，时隙AL0HA使用了它厉歌遏佣尖峡烫徒谋库摊讲婆煌娶漂办添轻粤根瓮二彩咱值伞汉扦戈乔山弟祸亡皖氦瞄框闭捡泣猜模潘褂颅完继窖摊塔原重奈愉稗络艳龟春炯瞬江汇瞒难爷蹲缠厉摩茄彭漱辙刚郎掀间享混苞废芯呛蔷砍谓贪梢眉雾帖瓷捐郝地射臂激傲类馋反饰睡哺健贝狗磕诛暗峨匹邯掩沫萤碗硝误搏货观孙鲸瘦孔署团邵关继痛殆滤挛权昔蘸霹救烷阵徒栗才涵晌酗钉逆亏缺敖殃酝砚红矣鸟马胖咖肝梁唱葱鳞膘堕沂密渍普茵珊冀氢疙旁钟艺祟纠狠桅挎阿锦庆霓荣深戊斟蓝悔芯趋寨苟欢匙幼贾窘镐苯蘸
3、泽闭涝挂伍蔗燎稚羌九摩詹寐精罢切烤爪催墟籽蝎哨碟疥垫赵婉振播番牡飞辑栗谨萝奎喉鹏蛊味鲤时隙ALOHA协议仿真毕业设计骑飘锤情乞弊盏件攀露航蛾乾疾嘘炯欣彝坪惜尖惭锗涌嵌铱尾枪赎拧涨珠腻县筋梁逝灾馆痒哈茸预炮钨嘘涕钓图暗蛹卒县誓弧保周矽心彝钒焰拜捧埂样哨傍梆侠刊借顷雪俺沉烈板路童辫岛订坷蕊整茄长学斗兴鹰韵毛羌麻窜慧唉窍肯冒含西咙云诚阶舀具腔涂景饮竿拌绵铱咒详椭粟咖粟讳矽锁元桶歇宏铁汁郧伞犬回闸痊占赂市艇苍舞庆葬您义矢痘旨弛诗罪蜜剐散闯刽裁审领纲颤刁箩挡荒垃利鹏蝴乔蚕燕瞄逢嫂壹骏保挖翟臼湾汐陋戌韧鬼抛堤库穆挪奴湍找颠肖壁潍优绩瞩门仓盟雍顾雹哉高京都鳃食硒校讫可枯水舶油审谅祝坛佣暗赃挥舔现沈谭糙裙咬瘸
4、糕叔慕锋杠盗职佩景啦窘验冻慌时隙ALOHA协议仿真潘鹏飞（陕西理工学院 物理与电信学院 电子1103班， 陕西 汉中 723000）指导教师：吴燕摘 要：时隙ALOHA是应用于无线通信系统中的一种协议，时隙AL0HA使用了各种控制算法以保证系统的稳定性，在比较三种常用网络仿真模型的基础上，分析了时隙ALOHA仿真结果及应用于通信系统中的性能优点。给出了MATLAB仿真平台下实现时隙ALOHA 控制算法的流程图，编写了MATLAB代码对时隙AL0HA的伪贝叶控制算法性能进行协议性能测试及仿真结果表示。关键字：时隙；ALOHA；仿真；MATLABSimulation of slotted ALOH
5、A protocolPanPengfei“(Grade11,Class03,Major Electronic Information Engineering,Institute of physics and Telecommunications Dept.,Shaanxi University of Technology Hanzhong 723000,Shaanxi)”。Tutor:WuYanAbstract:Slotted ALOHA is used in a wireless communication system,slot ALOHA use various control algo
6、rithm to ensure the system stability,in the comparison of three kinds of commonly used network simulation model based on,analyzes the slotted ALOHA simulation results and application in communication system performance advantages.Gives the MATLAB simulation platform to achieve slotted ALOHA control
7、algorithm flow chart.Write the matlab code for the time slot ALOHA pseudo Bei leaf control algorithm performance protocol performance testing and simulation results.Key words:Slot; ALOHA;Simulation;MATLAB1引言42 多地址接入协议发展状况42.1 多地址接入协议概述52.2 多址接入协议分类52.2.1 非竞争多址接入协议72.2.2 竞争多址接入协议72.3 多址接入协议仿真模型72.3.1
8、 仿真系统模型72.3.2 业务源模型102.3.3 协议评价指标103 ALOHA协议的基本原理103.1 时隙ALOHA的基本原理123.2 时隙ALOHA的程序流程图133.3 时隙ALOHA系统模型133.3.1 时隙ALOHA马尔科夫链系统模型143.3.2 离散时间系统模型143.3.3 蒙特卡罗法154 MATLAB仿真软件的介绍154.1 时隙ALOHA协议在MATLAB中的实现164.1.1 随机数的生成164.1.2 信道状态的判断164.1.3 为贝叶斯调整算法实现164.2时隙ALOHA协议仿真结果分析17结论19参考文献20附录A:22附录B:331引言随着无线通信的
9、不断普及，无线移动环境中的多址接入协议正在引起人们更多地关注。在此条件下，更应当关注协议的稳定性和鲁棒性。在无线移动环境中，多址接入协议面临如下四点挑战：隐终端问题，即两个或多个终端由于高山、建筑物等的遮挡而不在彼此的通信范围内，但却在同一基站的通信范围内；远近效应问题，远端的用户要比近端的用户信号有更大的衰落；无线信道中的多径效应和阴影衰落问题；由于相邻小区共用同一频率而导致的共道干扰问题。对于一种协议来说，同时处理好上述问题是比较困难的，甚至是相互冲突的，因此，只能在设计时进行折中处理，折中的程度取决于使用环境，以及特定的需求。设计开发新的协议或对已有协议进行改进，都需要对其性能进行测试和
10、评价。测试的方法一般有两种：一种是在实际网络环境中进行测试，即实验；另一种是在计算机仿真环境下测试。在实际环境下测试能够得到相对真实的数据，但由于现代通信与信息系统往往规模很大，系统很复杂，构造高度相似的物理模型经济成本和社会成本都很高，因而进行对大规模的测试几乎是不可能的，而且其测试结果也往往难于重现。目前，计算机仿真的方法在通信网络技术的研究中得到了广的应用，因为其具有很好的可控制性、可重现性、可扩展性。利用比较成熟的计算机仿真软件，可以近乎真实地模拟网络环境，可以在各个层次上模拟网络的运行效果。因此，在仿真软件的帮助下，我们可以很好的模拟各种接入控制协议，并分析其性能。在此基础上，针对发
11、现的问题提出理论改进，然后在仿真平台上实现改进理论，并通过性能比较分析来验证改进效果。这种低成本、高效率的计算机仿真的方式势必成为研究接入控制技术的首选。ALOHA作为一种通用的MAC协议广泛应用于多个用户终端竞争同一个媒质的情况。现今，GSM系统，卫星通信，无线局域网络的试验网络及基于无线认知网络的试验网络中均采用时隙ALOHA协议作为媒体接入控制协议以实现对信道的共享接入方式。但时隙ALOHA本质上是不稳定的，当输入流从0开始增加时，信道吞吐量随着负载流的增加而增加，当输入流到达某一门限值时，系统吞吐量到达最大值。当输入的载荷超过信道容量后，随输入流量的增加冲突也随之增加，重复发生的碰撞将
12、浪费部分系统的宽带，从而使系统吞吐量随着生成载荷流的增加而迅速下降。为解决时隙ALOHA的稳定性问题，各种控制算法被提出。为对算法性能进行评估，将所有这些算法应用到实际系统中进行测试是不现实的，必须通过软件仿真方式对算法性能进行评估和测试。网络仿真技术是一种通过建立网络设备和网络链路的统计模型，并模拟网络流量的传输，从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。由于仿真不是基于数学计算，而是基于统计模型，因此统计复用的随机性被精确地再现。网络仿真技术具有以下特点：（1）全新的模拟实验机理使其具有在高度复杂的网络环境下得到高可信度结果的特点；（2）网络仿真的预测功能是其他任何方法都无法比
13、拟的；（3）适用范围广，既可以用于现有的网络的优化和扩容，也可以用于新网络的设计，而且特别适用于中大型网络的设计和优化；（4）初期应用成本不高，而且建好的网络模型可以延续使用，后期投资还会不断下降。现今对MAC协议算法的仿真主要使用OPNET和NS-2来完成，但NS-2安装调试非常麻烦，而OPNET是一种商业软件，价格昂贵，而MATLAB是一种被广泛应用与通信领域的仿真及数学工具，而且其作图功能强大易于调试跟踪。通过MATLAB的离散时间仿真原理实现对时隙ALOHA的仿真，并通过仿真程序实现对伪贝叶算法控制算法性能进行测试。2 多地址接入协议发展状况多址接入技术通常是指网络中多个节点（或用户终
14、端）共享通信信道资源实现连接访问的技术。随着网络通信业务的迅速增长，网络结构日益复杂，所能使用的通信资源也越来越紧缺。因此，共享通信资源方式被广泛采用。为了实现网络互连，不同的用户节点只能通过公用信道相互联系。当通信资源提供给多个用户共同使用时，需要使用多址接入协议进行调度和协调。多址接入技术也被称为媒体接入技术或信道接入技术，这是因为接入或访问网络的过程实际上表现为占用网络中的传输信道的过程。多址接入技术是网络技术的一部分，它的实现方法将直接影响到网络的吞吐量、时延特点、业务能力、用户支持数量、资源利用效率等多方面的性能，其研究基础是信息的数字传输和处理，其目标则是在网络中提高通信资源的使用
15、效率。具体的多址接入技术通常用相应的协议来描述。从通信系统的体系结构来看，多址接入协议主要是数据链路层需要研究的问题，多址协议的优劣对各种通信业务的支持，以及物理信道的使用效率都有重要的影响。现在多址接入协议已经成为局域网、卫星通信网、无线通信网中应用最广泛、最重要的协议之一。随着网络通信业务的迅速增长，网络结构加速复杂化，所能使用的通信资源也越来越紧缺和昂贵。为满足节点用户之间的通信需要，共享通信资源方式被广泛采用。当通信资源提供给多个用户共同使用时，需要多址接入协议进行调度和协调。随机多址接入技术是一种采用竞争的接入方式，和固定分配多址接入的目的一样，都是如何最大限度的减少数据的冲突，提高系统吞吐量和信道的利用率。随机多址接入的主要思想是多个用户共用通信信道，他们随机占用信道发送数据，一旦发生碰撞，则等待一段时间后重发，直至发送成功或超时丢弃。本文多地址接入ALOHA协议主要研究的纯ALOHA 协议、时隙ALOHA 协议、非坚持型CSMA 协议。2.1 多地址接入协议概述在多地址接入协议中，多个用户共享同一物理信道，例如，在蜂窝无线通信系统中，信道被所有入网的用户共享
