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認(rèn)知協(xié)作中繼通信mac設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)

2025-06-20 01:51本頁(yè)面
  

【正文】 的,所以傳送不同數(shù)據(jù)包時(shí)信道的增益也不同) 。,程序?qū)?shù)據(jù)包經(jīng)發(fā)射機(jī)、信道、接收機(jī)算法計(jì)算模擬得出目的節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)所收到的數(shù)據(jù)包,并對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn),將目的節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)包的誤比特?cái)?shù) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。1bE,則系統(tǒng)把接收數(shù)據(jù)無(wú)誤的中繼節(jié)點(diǎn)列為候選中繼節(jié)點(diǎn),并對(duì)他們和目的節(jié)點(diǎn)的信道增益進(jìn)行排序,選出增益最大的,讓它向目的節(jié)點(diǎn)重傳數(shù)據(jù)包,然后校驗(yàn)?zāi)康墓?jié)點(diǎn)所收到的重傳數(shù)據(jù)包,統(tǒng)計(jì)誤比特?cái)?shù) 。2bE,統(tǒng)計(jì) 和 的數(shù)目,做出系統(tǒng)在使用1bE2機(jī)會(huì)中繼前后的誤比特?cái)?shù)及吞吐量的比 較圖。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)20仿真算法流程圖如圖 45。系統(tǒng)初始化 ,生成數(shù)據(jù)包計(jì)算信道增益 , 發(fā)送編碼數(shù)據(jù)包信號(hào)進(jìn)入銳利衰落中繼信道 , 噪聲為 A W G N目的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)正確解碼且 C R C 校驗(yàn)正確 ?開(kāi)始選出候選中繼節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生最佳中繼 ,重傳數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)誤比特率 ,吞吐量系統(tǒng)性能顯示結(jié)束否是圖 45 系統(tǒng)性能仿真流程圖南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)21 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 通信環(huán)境本文所模擬的通信環(huán)境為:只有一對(duì)收-發(fā)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中均勻分布若干中繼節(jié)點(diǎn)(數(shù)量可變) ,信道為具有高斯白噪聲的瑞利衰落信道(Jake 信道模型) ,信號(hào)采用 16QAM 編碼。假設(shè)源節(jié)點(diǎn)一次發(fā)送 5000 個(gè)數(shù)據(jù)包,每個(gè)包含有 16 個(gè)信息比特,比特信噪比從 0dB 到 10dB 間變化。在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,對(duì)新協(xié)作中繼機(jī)制的誤比特率和吞吐量性能進(jìn)行仿真分析。 仿真結(jié)果分析1)不同機(jī)制時(shí),系統(tǒng)性能比較(以 4 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)為例)圖 46 網(wǎng)絡(luò)(含 4 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn))誤比特性能南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)22圖 47 網(wǎng)絡(luò)(含 4 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn))的吞吐量性能通過(guò)圖 46 和圖 47 可以看出,在運(yùn)用新協(xié)作機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)中,系統(tǒng)的誤比特率較傳統(tǒng) WLAN 網(wǎng)絡(luò)更小,網(wǎng)絡(luò)吞吐量較傳統(tǒng) WLAN 網(wǎng)絡(luò)更大。并且隨著信噪比的上升,這種提升越來(lái)越明顯。2)不同中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)時(shí),系統(tǒng)性能比較繼續(xù)把中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)增加為 10 個(gè),觀察它對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)23圖 48 網(wǎng)絡(luò)(含 10 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn))誤比特性能圖 49 網(wǎng)絡(luò)(含 10 個(gè)中繼節(jié)點(diǎn))的吞吐量性能南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)24通過(guò)觀察仿真圖形,可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加后,網(wǎng)絡(luò)性能與之前相比得到了更進(jìn)一步的改善。因此,中繼節(jié)點(diǎn)的多少與網(wǎng)絡(luò)性能的改善有著密切的聯(lián)系。為了更進(jìn)一步研究中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響,對(duì)仿真程序進(jìn)行修改,在其他條件不變的情況下,將比特信噪比固定為 10dB,而將中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)作為自變量,來(lái)觀察是否可以將不斷增加網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)來(lái)作為提升網(wǎng)絡(luò)性能的手段。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目以 2 為間隔從 2 增至 20 個(gè)時(shí),其仿真結(jié)果如圖 410,這里僅給出誤比特性能。圖 410 中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同時(shí)網(wǎng)絡(luò)誤比特性能通過(guò)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的中繼節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí),網(wǎng)絡(luò)性能并沒(méi)有得到進(jìn)一步地提高。這是因?yàn)殡S著中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增多,產(chǎn)生沖突的概率就會(huì)變高,使得機(jī)會(huì)中繼的選擇變得更加復(fù)雜,增大了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。而隨著中繼數(shù)目的增多,網(wǎng)絡(luò)性能的提升也出現(xiàn)了波動(dòng),因此在選擇網(wǎng)絡(luò)中繼數(shù)目時(shí),必須根據(jù)實(shí)際狀況具體選擇最佳的中繼數(shù)目。同時(shí)當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目過(guò)多時(shí),源節(jié)點(diǎn)所廣播發(fā)送數(shù)據(jù)的能耗也會(huì)變多,在實(shí)際中也不可一味增添中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目。由此可見(jiàn),只有選擇了合適的中繼節(jié)點(diǎn)數(shù),才能最大發(fā)揮該機(jī)制的性能優(yōu)勢(shì)。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)25 模型的改進(jìn)方案本論文討論了在 Jake信道環(huán)境下,基于 16QAM編碼的協(xié)作中繼模式,以降低系統(tǒng)誤碼率為目的,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)作中繼傳輸。對(duì)于上述所實(shí)現(xiàn)的通信模型,在以下幾個(gè)方面有待改進(jìn)。 改進(jìn)中繼節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)解決與誰(shuí)協(xié)作的問(wèn)題是協(xié)作通信領(lǐng)域最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。本設(shè)計(jì)方案是以接收數(shù)據(jù)的降低誤碼率作為選取機(jī)會(huì)中繼節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)則。然而,在實(shí)際通信過(guò)程中,不僅僅要考慮數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)的問(wèn)題,還需要考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延、抖動(dòng)以及能耗等問(wèn)題。因此,還需要對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)的選擇進(jìn)行更深入的思考。在實(shí)際中,移動(dòng)系統(tǒng)必須保證能耗控制。如果一個(gè)系統(tǒng)能保證較低的誤比特率,卻因?yàn)槟芎倪^(guò)高而極大降低用戶的移動(dòng)設(shè)備的續(xù)航能力,這樣的系統(tǒng)是沒(méi)有什么實(shí)用價(jià)值的。所以,不能不考慮系統(tǒng)的能耗對(duì)系統(tǒng)的影響。從而,可以對(duì)原設(shè)計(jì)模型提出如下改進(jìn):根據(jù)本文 中的分析研究表明,在協(xié)作情況下,要想使系統(tǒng)中目的節(jié)點(diǎn)獲得最小的錯(cuò)誤概率,就要求系統(tǒng)信道增益的模 最大。這里,還需要將系統(tǒng)的h能耗納入考慮。因此,對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)的選擇參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),對(duì)信道增益的模和節(jié)點(diǎn)能耗進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,如式(46)所示。 (46)=hp????其中, 、 分別設(shè)置為信道增益的模 的權(quán)重和節(jié)點(diǎn)能耗 的權(quán)重, 表?? ph示信道增益的模, 表示節(jié)點(diǎn)能耗。便可以根據(jù)參數(shù) 的大小來(lái)選擇最佳中繼節(jié)p?點(diǎn)。相似地,還可以將系統(tǒng)時(shí)延等因素納入考慮范圍,以達(dá)到系統(tǒng)綜合性能的最優(yōu)化。 改變中繼信道目前,已有的研究工作大多都是在瑞利衰落信道(Jake 信道)的環(huán)境下,本文所設(shè)計(jì)的模型也是如此。仿真結(jié)果表明,在瑞利衰落環(huán)境下,這種新機(jī)制的性能較傳統(tǒng)的方法更為優(yōu)秀,但是,這種信道與實(shí)際的信道環(huán)境有一定的差距。因此,可以將其更換為貼近實(shí)際情形的 Nakagam 衰落信道,對(duì)本課題做進(jìn)一步的研究。這樣,實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)更加具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。 改進(jìn)編碼方案本文所設(shè)計(jì)方案對(duì)數(shù)據(jù)采用的是 16QAM 編碼方式?,F(xiàn)有的比較成熟的編碼技術(shù)還有很多供選擇,如 MPSK 編碼、空時(shí)編碼、 Turbo 碼等。采用不同的編碼方式,系統(tǒng)的性能表現(xiàn)也會(huì)不盡相同。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)26為了改善系統(tǒng)性能,研究更為優(yōu)良的編碼方式也是研究的一個(gè)選擇。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)27結(jié)束語(yǔ)本文提出了一種運(yùn)用于無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)的新的協(xié)作中繼 MAC機(jī)制,他是一種新的中繼選擇方法,利用機(jī)會(huì)中繼協(xié)助源節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息給目的節(jié)點(diǎn)。仿真結(jié)果表明,這種新的機(jī)制能夠有效改善網(wǎng)絡(luò)傳輸性能,降低誤碼率,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)28致 謝本人的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一直是在導(dǎo)師田峰教授的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。田峰教授治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)識(shí)淵博,為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,田峰教授不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié),并提出新的問(wèn)題,使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去,也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問(wèn)題,使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。 南京郵電大學(xué) 2022屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)29參考文獻(xiàn)[1] 楊峰,黃俊,羅小華. 無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)綜述[J], 廣西通信技術(shù), 2022,(2):1517.[2] 張國(guó)正,方旭明. 無(wú)線 Mesh 網(wǎng)絡(luò)多信道 MAC 協(xié)議[J]. 數(shù)據(jù)通信,2022,(4):2124.[3] Bhaskaran Raman, Kameswari Chebrolu. 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