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1. 研究目的与意义(文献综述)
21世纪以来,网络越来越成为人们日常生活中不可或缺的一部分,在各种各样的网络形式中,无线网络无疑是最为便利的一种。随着无线网络技术的飞速发展,人们可以随时随地的获取网络资源,进行人与人之间的沟通,由此可见,无线网络极大地便利了人们的生活。在无线网络发展的同时,物联网、“互联网 ”等概念也应运而生,这些新的网络技术的出现使得物体也成为网络的一部分,物物相连越来越常见。因此,网络不在仅仅局限于人与人之间,相反,人与物、物于物之间的通信逐渐成为新的趋势[1]。
在无线网络的发展过程中,不断涌现出新的无线通信技术,例如ZigBee、红外技术、蓝牙、RFID、Wi-Fi等,在日常生活中经常可以发现它们的身影。而Wi-Fi凭借其独特的优势成为最常用的无线通信技术,它们之间的对比如下图所示:
2. 研究的基本内容与方案
传统的Wi-Fi技术基于IEEE 802.11标准,在成本、安全性和传输速率等方面有着明显的优势,但其接入时延的不确定性使其在控制网络中有着过高的时延。而TDMA机制中站点以循环的方式轮流工作,既能减少冲突,又取消了CSMA/CA的退避机制从而减小了接入时延。因此基于IEEE 802.11标准的TDMA机制的实现是本文主要的研究内容。
本文首先选取了IEEE 802.11标准中的IEEE 802.11n为实践对象,分析了该标准的基本理论,以便将其中的CSMA/CA机制用TDMA机制来代替。在硬件方面,本文选用了支持IEEE 802.11b/g/n协议的WPJ558开发板,该主板具有良好的无线通信性能,能满足本课题的需要。在软件方面,本文选用了Ath9k驱动和开源的OpenWRT系统,它们的开源特性和良好的驱动能力便于将原有的CSMA/CA机制修改为TDMA机制。
本文随后在这些软硬件平台上设计了支持动态时隙调度而且具有良好的吞吐量和时延等性能的TDMA机制,并对TDMA的时隙进行了划分,充分考虑了TDMA最基本的时钟同步问题,在原有的IEEE 802.11标准上实现了TDMA机制。并对所实现的TDMA机制通过Wireshark和SecureCRT等软件在时钟同步和时隙调度等方面进行了验证,同时测试了TDMA系统的延时和吞吐量等性能。
3. 研究计划与安排
第1周—第3周 搜集资料,撰写开题报告;
第4周—第5周 论文开题;
第6周—第12周 撰写论文初稿;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] Wortmann F, Flüchter K. Internet of things[J]. Business Information Systems Engineering, 2015, 57(3): 221-224.
[2] Gast MS. 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide: Enabling Mobility with Wi-Fi Networks[J]. 2017.
[3]Yang Z, Zhang J, Tan K, et al. Enabling TDMA for today's wireless LANs[C]. Computer Communications (INFOCOM), 2015 IEEE Conference on. IEEE, 2015: 1436-1444.
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