基于Matlab 的随机多址接入协议研究

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西南交通大学_通信工程实验_MATLAB实验_多入多出(MIMO)系统接收端检测

西南交通大学_通信工程实验_MATLAB实验_多入多出(MIMO)系统接收端检测

Eb ,eq N0

2 nR x ,c 2 Rm n ,c
(13)
虽然 Eb ,eq 是基于发射信号功率和噪声功率之比,但是对于服从(0.1)分布的 hc , ji 来说,如果发射信号的分量是相互独立的, xc xc x c

H

四、实验报告要求
1. 所有程序完整的源代码(.m 文件)以及注释。
2. 仿真结果。对于所有的图形结果(包括波形与仿真曲线等) ,将图形保存成.tif 或者.emf 的格式并插入 word 文档。
的讨论,可以得到接收端的信噪比,即
RSNR =
H
c ,Wc
n
c
H x n n n n
2 c c T R 2 c R
2 x ,c
2 n ,c

2 nT x ,c 2 n ,c
(9)
为了对不同调制阶数的发射系统进行一个公平的比较,因此将每一个信息比特的平均 发射能量 Eb 和单边噪声功率密度 N 0 之比作为功率效率。对于复值信号来说,有
2 x ,c
I , Eb,eq 就等于每个信息
比特的平均接受能量和噪声功率之比。所以这里给出的误码性能均采用
Eb,eq
N0
作为
信噪比。 在讨论 MIMO 系统的信道模型是,可以有两种信道模型,即复值信道模型和实值信道 模型,在讨论某些算法时,采用实值信道模型会比较方便,并且误码性能相对于复值 信道模型有所提高。MIMO 信道的复值信道模型可以利用
yc H c y H c c
转换成等效实值模型,即
H c xc nc (14) H c xc nc
y = Hx + n (15)

信号与系统Matlab实验—频分多址FDMA

信号与系统Matlab实验—频分多址FDMA

频分多址FDMA实验一、实验目的1、通过matlab软件实现頻分多址功能1、学习使用Simulink进行系统仿真的方法2、学习使用Simulink进行系统的频域分析方法二、实验内容1、根据频分多址(FDMA)原理,设计系统方框图2、根据方框图,链接各模块,并设置仿真模块参数。

3、尝试用Scope对各信号进行分析。

三、实验原理1.1 寻址方式的概念为了提高通信系统信道的利用率,通常多路信号共享同一信道进行信号的传输。

为此,引入信道多址寻址的概念。

多址寻址是指在同一信道上传输多路信号而互不干扰的一种技术。

目前的多址寻址方式是基于常规通信中的多路复用模式所创建的,最常用的多路复用有频分复用(FDM)、时分复用(TDM)和码分复用(CDM)。

进而在多址寻址分类中,按频带区分信号的方法是频分多址(FDMA);按时隙区分信号的方法是时分多址(TDMA);按相互正交的码字区分信号的方法是码分多址(CDMA)。

1.2 频分多址的基本工作原理频分复用就是在发送端利用不同频率的载波将多路信号的频谱调制到不同的频段,以实现多路复用。

频分复用的多路信号在频谱上不会重叠,合并在一起通过一条信道传输。

到达接收端后,通过中心频率不同的带通滤波器彼此分离开来。

频分多址时将通信的频段划分成若干信道频率范围,每对通信设备工作在某个特定的频率范围内,即不同的通信用户是靠不同的频率划分来实现通信的,早期的无线通信系统,包括现在的无线电广播、短波通信、大多数专用通信网都是采用频分多址技术来实现的。

频分多址系统组成框图如图1.1所示。

图1.1 频分多址系统原理图在选择载频时,既应考虑到每一路已调信号的频谱宽度'm f ,还应留有一定的防护频带g f 。

为了各路信号频谱不重叠,要求载频间隔(),n ,,i f f f f f g m ci i c s 21'1=+=-=+ (1-1)式中,ci f 和()1+i c f 分别为第i 路和第()1+i 路的载波频率。

基于matlab的多址接入协议仿真大学论文

基于matlab的多址接入协议仿真大学论文

目录1.绪论 (1)1.1.研究的目的和意义 (1)1.2.论文研究的背景 (1)1.3.论文研究内容安排 (1)2.多址接入协议概述 (3)2.1.网络参考模型 (3)2.1.1.OSI参考模型 (3)2.1.2.TCP/IP参考模型 (3)2.2.多址接入协议概述 (4)2.2.1.多址接入协议的分类 (4)2.3.随机多址接入协议 (5)2.3.1.完全随机多址接入协议 (5)2.3.2.纯ALOHA(非时隙ALOHA)协议 (6)2.3.3.时隙ALOHA协议 (9)2.3.4.CSMA协议 (11)2.4.本章小结 (13)3.多址接入协议仿真模型 (14)3.1.仿真系统模型 (14)3.2.仿真场景的建立 (14)3.3.通信信道模型 (15)3.4.业务源模型 (15)3.5.仿真时对碰撞的处理 (15)3.6.本章小结 (15)4.随机多址接入协议的仿真 (16)4.1.程序流程图 (16)4.1.1.仿真基本流程图 (16)4.1.2.纯ALOHA协议的仿真程序流程图 (17)4.1.3.时隙ALOHA协议的仿真程序流程图 (18)4.1.4.非持续性载波监听(np-CSMA)协议的仿真程序流程图 (20)4.2.仿真结果和分析 (21)4.2.1.纯ALOHA协议的仿真 (21)4.2.2.时隙ALOHA协议的仿真 (22)4.2.3.非持续性载波监听(np-CSMA)协议的仿真 (24)4.3.本章小结 (25)5.结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)基于MATLAB的多址接入协议仿真摘要在通信网中,要想成功交换数据,就要遵守一定的规则。

这个规则被称为网络协议。

多址接入协议是一个用于共同使用同一个传输媒质的用户之间成功传递信息的原则,当资源被超过一个独立用户使用时就需要多址接入协议。

随机多址接入协议,是多址接入协议的竞争方式。

本文首先研究了多址接入协议的分类、基本原理以及性能参数,建立了多址接入协议的仿真模型,用MATLAB软件实现ALOHA协议以及非持续性CSMA协议的仿真,并分析参数指标。

【matlab编程代做】基于MATLAB的码分多址复用技术的仿真

【matlab编程代做】基于MATLAB的码分多址复用技术的仿真

clc,clear,close all;%%%我们使用四个用户的CDMA系统coefficients=[1 0 1 0 0]; %5级左移m序列码发生器的反馈系数mseq=mseries(coefficients); %生成31×31的m序列码矩阵walsh=[1 1 1 1;1 -1 1 -1;1 1 -1 -1;1 -1 -1 1]; %4阶W ALSH矩阵pn=mseq(1:31); %PN码%四个用户发出的信号,可以随便设定user0=[ 1,-1,-1,-1,-1,-1, 1, 1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1,-1, 1,-1,-1,-1,-1,-1, 1, 1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1,-1];%用户1,可以是随机信号user1=[-1,-1,-1,-1,-1, 1, 1,-1, 1,-1,-1, 1, 1, 1, 1,-1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1, 1, 1,-1, 1, 1, 1,-1, 1,-1];%用户2,可以是随机信号user2=[ 1,-1,-1,-1, 1,-1, 1, 1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1, 1, 1,-1, 1,-1,-1,-1, 1, 1, 1, 1,-1, 1, 1, 1,-1,-1];%用户3,可以是随机信号user3=[-1,-1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1,-1,-1, 1, 1, 1, 1,-1, 1,-1,-1, 1,-1, 1, 1,-1, 1,-1,-1, 1, 1,-1, 1, 1];%用户4,可以是随机信号%==========================================================================for t=1:length(user0)user=[user0(t),user1(t),user2(t),user3(t)];%四个用户分别发送1,-1,1,1for i=1:4%四用户信号和W ALSH矩阵相乘for j=1:4walsh_user(j,i)=user(i)*walsh(i,j);endendfor i=1:4%变成串行信号walsh_user2(4*i-3)=walsh_user(i,1);walsh_user2(4*i-2)=walsh_user(i,2);walsh_user2(4*i-1)=walsh_user(i,3);walsh_user2(4*i-0)=walsh_user(i,4);endfor i=1:31for j=1:16walsh_user3(i,j)=walsh_user2(j);endendfor i=1:31for j=1:16pn_walsh_user(i,j)=walsh_user3(i,j)*pn(i);endend%并----串for i=1:31for j=1:16pn_walsh_user_c(i*j)=pn_walsh_user(i,j);endend%以上是信号调制过程%========================================================================== %一下是信号解调过程%串----并for i=1:31for j=1:16pn_walsh_user_rec(i,j)=pn_walsh_user_c(i*j);endend%pn解扩for i=1:31for j=1:16walsh_user_rec(i,j)=pn_walsh_user_rec(i,j)*pn(i);endendfor i=1:31for j=1:16walsh_user_rec2(j)=walsh_user_rec(i,j);endend%walsh解扩user_rec2(1,1)=walsh_user_rec2(1);user_rec2(1,2)=walsh_user_rec2(2);user_rec2(1,3)=walsh_user_rec2(3);user_rec2(1,4)=walsh_user_rec2(4);user_rec2(2,1)=walsh_user_rec2(5);user_rec2(2,2)=walsh_user_rec2(6);user_rec2(2,3)=walsh_user_rec2(7);user_rec2(2,4)=walsh_user_rec2(8);user_rec2(3,1)=walsh_user_rec2(9);user_rec2(3,2)=walsh_user_rec2(10);user_rec2(3,3)=walsh_user_rec2(11);user_rec2(3,4)=walsh_user_rec2(12);user_rec2(4,1)=walsh_user_rec2(13);user_rec2(4,2)=walsh_user_rec2(14);user_rec2(4,3)=walsh_user_rec2(15);user_rec2(4,4)=walsh_user_rec2(16);for i=1:4for j=1:4rec(i,j)= user_rec2(i,j)*walsh(i,j);endend%===============接收信号===================================rec_signal= user_rec2(1,1:4);%========画信号============================================================== if t==1figure;subplot(511)stairs(1:4,user,'r');%用户信号axis([1,4,-2,2]);title('用户发送的信号')subplot(512)%随机码stairs(1:31,pn);axis([1,31,-2,2]);title('随机码')subplot(513)%调制W ALSHstairs(1:16,walsh_user2,'r');axis([1,16,-2,2]);title('调制WALSH')subplot(514) %发送stairs(1:496,pn_walsh_user_c);axis([1,496,-2,2]);title('发送信号')subplot(515) %数据接收stairs(1:4,rec_signal,'r');axis([1,4,-2,2]);title('数据接收信号')hold on;endendfigure;subplot(411);stairs(1:32,user0);axis([1,32,-2,2]);title('user0数据接收信号')subplot(412);stairs(1:32,user1);axis([1,32,-2,2]);title('user1数据接收信号')subplot(413);stairs(1:32,user2);axis([1,32,-2,2]);title('user2数据接收信号')subplot(414);stairs(1:32,user3);axis([1,32,-2,2]);title('user3数据接收信号')%%%=====================以上是加上噪声的误码率测试=================================================prompt={'请输入用户个数:','请输入用户发送信息个数:','请输入用户码功率','请输入噪声功率','请输入要测试的用户ID号'};name=['码分多址复用技术测试'];line=1;defaultanswer={'4','100','1 2 3 4', '10','1'};glabel=inputdlg(prompt,name,line,defaultanswer);%对话框num1=str2num(char(glabel(1,1))); %对话框num2=str2num(char(glabel(2,1))); %对话框num3=str2num(char(glabel(3,1))); %对话框num4=str2num(char(glabel(4,1))); %对话框k=str2num(char(glabel(5,1))); %对话框UserNumber=num1;%用户数inflength=num2;%用户信息序列长度a=num3; %用户信息功率Pn=num4; %噪声功率sigma=1;%噪声标准差%========================================================================== N=31;%伪随即序列的阶数R=(ones(UserNumber)+(N-1)*eye(UserNumber))/N; %相关系数矩阵b=2*randint(UserNumber,inflength)-1; %用户信息矩阵(随机+1,-1矩阵)coefficients=[1 0 1 0 0]; %5级左移m序列码发生器的反馈系数mseq=mseries(coefficients); %生成31×31的m序列码矩阵mseq=mseq(1:UserNumber,1:N);%==================以上生成随即序列========================================%===================生成噪声==========================n1=Pn*normrnd(0,1,1,inflength*N);n=zeros(UserNumber,inflength);for j=1:inflengthntemp=n1(1,((j-1)*N+1):j*N);n(:,j)=(mseq*ntemp')/N;end%*******************************************A=diag(a);y=R*A*b+n; %传统单用户检测ydec=inv(R)*y; %线性解相关多用户检测ymmse=inv(R+sigma^2*inv(A))*y; %最小均方误差多用户检测for i=1:UserNumberylen(i)=length(find(sign(real(y(i,:)))-b(i,:)));ydeclen(i)=length(find(sign(real(ydec(i,:)))-b(i,:)));ymmselen(i)=length(find(sign(real(ymmse(i,:)))-b(i,:)));BER_y(i)=ylen(i)/inflength;BER_ydec(i)=ydeclen(i)/inflength;BER_ymmse(i)=ymmselen(i)/inflength;endsnr=20*log10(a(1)/Pn);disp('信噪比为');disp(snr);disp('误码个数为');disp(ylen(k));disp(ydeclen(k));disp(ymmselen(k));disp('误码率为');disp( BER_y(k));disp(BER_ydec(k));disp(BER_ymmse(k));。

基于Matlab 的随机多址接入协议研究

基于Matlab 的随机多址接入协议研究
13研究的主要成果及发展趋势131研究的主要成果根据多址接入协议按三大类的划分即固定分配多址接入随机动态分配多址接入和基于预约的多址接入下面我们分别讨论其研究的主要成固定分配多址接入就是指通信资源的分配是预先完成的且分配资源的大小在通信过程中不发生变化
本科毕业设计(论文)
基于 Matlab 的随机多址 接入协议研究
指导教师:闫盛楠 系级教学单位审批:胡正平 职称:讲师 2013 年 3 月 1 日 2013 年 3 月 1 日
摘 要

摘 要
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。 本文首先介绍了随机多址接入协议的研究背景及其工作原理, 对目前广 泛研究的纯 ALOHA 协议、时隙 ALOHA 协议、非坚持型 CSMA 协议进行 了详细阐述,分析了系统吞吐量、平均传输时延等性能指标。然后根据协议 的工作过程,基于 Matlab 平台,构建统一的仿真系统模型和三种协议具体 的程序流程图,对三种协议进行建模仿真,对所得数据进行分析,进而比较 得出不同类型的多址系统的优缺点,为提高协议性能提供了参考。 关键字 随机多址接入协议;ALOHA;CSMA;仿真;性能分析
I
燕山大学本科生毕业设计(论文)
Abstract

【matlab算法仿真编程】基于MATLAB的码分多址复用技术的仿真

【matlab算法仿真编程】基于MATLAB的码分多址复用技术的仿真

第二章 CDMA基本原理CDMA技术的基础是扩频通信。

扩频:用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式,频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现,与所传信息数据无关,在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。

如图2-1,我们可以知道CDMA 系统的基本原理和TDMA、FDMA的区别。

图2-1 CDMA、TDMA、FDMA比较扩频通信的理论基础就是著名的香农定理: (1)这个公式表明,在高斯信道中当传输系统的信号噪声功率比S/N下降时,可用增加系统传输带宽W的办法来保持信道容量C不变。

对于任意给定的信号噪声功率比,可以用增大传输带宽来获得较低的信息差错率。

正因为这个原因,扩频通信具有比较强的抗噪声干扰的能力。

CDMA技术是以扩频通信为基础的载波调制和多址接入技术,所以如何实现扩频部分对于整个CDMA系统的实现有着重要的影响。

2.1 CDMA系统的关键技术扩频技术是CDMA系统的基础,在扩频系统中,常使用伪随机码来扩展频谱,伪随机码的特性,如编码类型、长度、速度等在很大程度上决定了扩频系统的性能,如抗干扰能力、多址能力、码捕获时间。

因此要实现扩频部分,关键就是如何选择一个比较好的方法来实现PN码产生器。

而实现PN码产生器的难点就是实现其同步,即在接收端进行解扩所用的PN码和接收到的信号在发送时所用的PN码是同步的,这是扩频技术中的难点。

CDMA系统要求接收机的本地伪随机码与接收到的PN码在结构、频率和相位上完全一致,否则就不能正常接收所发送的信息,接收到的只是一片噪声。

若实现了收发同步但不能保持同步,也无法准确可靠地获取所发送的信息数据。

因此,PN码序列的同步是CDMA通信扩频模块的关键技术。

但是要真正成为一种商业应用的通信系统,还有很多技术问题需要解决,本文暂不做考虑。

所有CDMA类型都使用扩频过程增益来允许接受者部分衰减非期望信号。

具有期望扩频码的信号和定时被接受,如果信号有不同的扩频码(或者相同扩频码但是不同的时间偏移)将被过程增益认为随机噪声衰减掉。

多址接入aloha协议仿真大学学位论文

多址接入aloha协议仿真大学学位论文

题目多址接入ALOHA协议仿真学生姓名王超学号1113014107 所在学院物理与电信工程学院专业班级电子1103班指导教师吴燕__完成地点博远楼实验室2015 年 6 月10 日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级 11304107 学生姓名王超一、毕业论文﹙设计﹚题目多址接入ALOHA协议仿真二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2015 年 1月 10 日起至 2015 年 6 月 15 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求:学习了解多址接入协议基本原理,多址接入协议的分类,多址接入协议的仿真模型,包括通信信道,包的产生,碰撞,业务量,吞吐量,平均传输时延等名词概念。

在此基础上重点掌握学习ALOHA协议,以及协议评价的性能指标以及这些指标之间的关系。

在此基础上建立业务仿真模型,考察存在捕获效应和不存在捕获效应情况下的协议性能,最终得到反映协议性能的参数指标仿真图(业务量,吞吐量,协议延迟),并进行分析。

最后撰写毕业设计论文(应包括方案设计、比较与论证、分析与计算、相关设计文件以及心得体会等)。

进度安排:1月10日——3月20日:查阅资料,完成外文翻译原文和开题报告。

3月21日——4月20日:完成系统整体框架设计,搭建系统,并提交中期检查报告。

4月21日——5月20日:完成参数设计并仿真,准备作品验收。

5月21日——6月15日:撰写、修改毕业设计论文,准备并完成答辩。

指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名多址接入ALOHA协议仿真王超(陕西理工学院物电学院电子信息工程专业,2011级3班,陕西汉中 723000)指导老师:吴燕[摘要]本文首先介绍了多址接入协议的研究背景及其工作原理,对目前广泛研究的ALOHA 协议进行了详细阐述,分析了系统吞吐量、业务量及平均传输时延等性能指标。

然后根据协议的工作过程,在Matlab 平台构建仿真模型,对ALOHA协议进行仿真,并对所得数据进行分析,验证了吞吐量与业务量及时延之间的关系,为提高协议性能提供了参考。

随机多址问题的研究

随机多址问题的研究

随机多址问题的研究摘要:多址技术主要解决众多用户如何高效共享频谱资源的问题,多址技术可分为三类:固定分配多址、按需分配多址和随机多址。

当网络由大量用户组成,而这些用户又只是间歇性地工作时,采用随机多址。

本文重点研究随机多址技术的工作原理和性能 ,以准确科学的技术指标为用用户合理选择工作模式提供依据。

关键词:ALOHA;载波侦听/冲突检测;随机多址;码分多址Research of the problem of Random Multiple Access Abstract: Random Multiple Access technology mainly solve the problem that how numerous users share spectral resources high-efficiently, the technology of Multiple Access can be divided into three kinds: Fixed Assignment Multiple Access , Demand Assignment Multiple Access and Random Multiple Access . When the network is made up of a large number of users, and these users are only that the intermission work, adopt Random Multiple Access . This text key research operation principle and performance of the technology of Random Multiple Access .It offers the basis rationally work pattern to users with regard technical indicator of accurate science. Key words: ALOHA;CSMA/CD;Random Multiple Access;CDMA1引言多址通信技术在现代通信中起着重要作用。

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本科毕业设计(论文)
基于 Matlab 的随机多址 接入协议研究
李 功
燕 山 大 学
2013 年 6 月
本科毕业设计(论文)
基于 Matlab 的随机多址 接入协议研究
学 专
院:里仁学院 业:通信工程
学生 姓名:李 功 学 号:091308061012
指导 教师:闫盛楠 答辩 日期: 2013 年 6 月 17 日
周 次 应 完 成 的 内 容
查阅资料,了 确定仿真方案,编写程序并进 优化程序, 分 修改论文, 准备 解三种随机多 自学 MATLAB 行仿真,分析 析数据, 形成 答辩所需材料, 址接入协议的 语 言 , 设 计 编 整 理 所 得 数 最终结果。 总 并参加答辩。 工作过程,完 程。 成开题报告。 据。 结设计过程, 撰写论文。
1.理工类:工程设计 ( 2.管理类( ) ;工程技术实验研究型( ) ;综合型( ) ) ;4.艺术类( ) ; ) 理论研究型( √ ) ;计算机软件型( ) ;3.外语类(
1.毕业设计( √ ) 科研课题( )2.论文( 生产实际() )自选题目( √ )
大量搜集、阅读有关随机多址接入协议的资料、专著,了解并掌握纯 ALOHA、时隙 ALOHA 以及 CSMA 三种随机多址接入协议的评价指标,利 用简化的模型,对以上三种随机多址接入协议进行仿真实现和性能分析。 自学 Matlab 语言, 并用 Matlab 对纯 ALOHA、 时隙 ALOHA 以及 CSMA 这三种随机多址接入协议进行仿真,对其数据及性能指标进行分析。 搜集、查阅相关资料,掌握随机多址接入协议的工作过程和评价指标。 利用 Matlab, 对纯 ALOHA、 时隙 ALOHA 以及 CSMA 这三种随机多址 接入协议进行仿真和性能分析,得出吞吐量曲线、平均时延曲线等结果。 1 别志松,别红霞.信息与通信系统仿真.北京:北京邮电大学出版社 参 考 资 料 2 赵静等.基于 Matlab 的通信系统仿真.北京:北京航空航天大学出版社 3 王洪元.Matlab 语言及其在电子信息工程中的应用.北京:清华大学出版 社 4 徐明远,邵玉斌.Matlab 仿真在现代通信中的应用.陕西:西安电子科技 大学出版社 第1 ~ 4周 第5 ~ 8周 第 9 ~12 周 第 13~16 周 第 17~18 周
燕山大学毕业设计(论文)任务书
学院:信息科学与工程学院 学 学生 091308061012 号 姓名 题目名称 题 目 题目性质 题目类型 题目来源 主 要 内 容 基 本 要 求 李 功 系级教学单位:电子与通信工程系 专 业 通信工程 班 级 09-1 班
基于 Matlab 的随机多址接入协议研究
I
燕山大学本科生毕业设计(论文)
Abstract
With the increase of network communication and complication of network configuration, more and more higher requirement of spectrum resource is putting forward. To satisfy the communication between nodes, sharing resources is a common method, and the multiple access protocol is to solve how the links can serve all the users with sharing resources efficiently and fairly. Random access technique, one kind of contention-type access protocols, solves how to reduce information collision, increase system throughput and channel utilization, like fixed access technique. The main idea of Random Multiple Access is that plurality of users share a communication channel and occupant it randomly, in the event of collision, they retransmit after waiting a while or discard after timeout. This paper firstly introduces the research background of the random multiple access protocol and its working principle. The research of the pure ALOHA, slotted ALOHA and non-persistent CSMA protocols are described in detail. This paper analyzes the system throughput, average transmission delay and other performance indicators. After that, according to the working process of the protocol, based on Matlab platform, we construct a unified model of the simulation system and the program flow chart of the three protocols. This paper analyses the advantages and disadvantages of different types of the multiple access systems, based on the date from simulations. This paper provides reference for improving the performance of the protocol. Keywords Random multiple access protocol; ALOHA; CSMA; Simulation; Performance analysis
II
目 录
摘 要 ...................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................II 第 1 章 绪论 ......................................................................................................... 1 1.1 课题背景 ................................................................................................. 1 1.2 国内外研究现状 ..................................................................................... 2 1.3 研究的主要成果及发展趋势 ................................................................. 4 1.3.1 研究的主要成果 .............................................................................. 4 1.3.2 发展趋势 .......................................................................................... 6 1.4 本文研究的主要内容 ............................................................................. 6 第 2 章 多址接入协议 ......................................................................................... 8 2.1 网络体系结构 ......................................................................................... 8 2.1.1 OSI 参考模型 .................................................................................... 8 2.1.2 TCP/IP 参考模型 .............................................................................. 9 2.1.3 多址接入协议与分层模型 ............................................................ 10 2.2 多址接入协议概述 ............................................................................... 10 2.2.1 多址接入协议的分类 .....................................................................11 2.2.2 性能的描述与评估 ........................................................................ 12 2.3 随机多址接入协议 ............................................................................... 13 2.3.1 纯 ALOHA 的基本原理 ................................................................ 14 2.3.2 时隙 ALOHA 的基本原理 ............................................................ 16 2.3.3 CSMA 的基本原理 ......................................................................... 17 2.4 本章小结 ............................................................................................... 20 第 3 章 随机多址接入协议的仿真 ................................................................... 21 3.1 仿真系统模型 ....................................................................................... 21 3.1.1 仿真基本流程图 ............................................................................ 21 3.1.2 网络拓扑模型 ................................................................................ 22 3.1.3 通信信道模型 ................................................................................ 23 3.1.4 业务源模型 .................................................................................... 24 3.1.5 协议的评价指标 ............................................................................ 24 3.2 程序流程图 ............................................................................................ 25 3.2.1 纯 ALOHA 的程序流程图 ............................................................ 25 3.2.2 时隙 ALOHA 的程序流程图 ........................................................ 26 3.2.3 CSMA 的程序流程图 ..................................................................... 28 3.3 仿真结果及分析 ................................................................................... 29 3.3.1 纯 ALOHA 协议的仿真 ................................................................ 29
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