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近几年来,由于无线Ad Hoc网络的组网灵活性强、支持移动性、易于迅速展开、系统整体抗毁能力强和系统成本低等高实用性的特点,被广泛应用于灾难重建和营救、数字化与自动化战场、农业以及人民生活等网络场景中。然而,随着移动网络部署面积的扩大和网络容量以及网络带宽需求的增加,全向Ad Hoc网络已经无法得到满足。因此引入定向天线,利用定向天线在天线增益、传输范围和抗干扰能力的优势,可以极大改善移动Ad Hoc网络的性能。然而在无线Ad Hoc网络中应用定向天线,就不可避免的要重新设计接入协议,使定向天线的性能和优势得以发挥。因此本文对无线Ad Hoc网络中定向接入机制进行了研究。因为采用基于竞争的CSMA协议会带来碰撞问题,以及考虑到网络实时性,本文的MAC协议选用TDMA算法进行设计,时隙的分布式分配通过每个节点维护的位置信息表完成。邻居发现采用全向周期性发送hello包,接收节点接收hello包并通过更新位置信息表的方式发现邻居节点,与此同时介绍了不同的定向邻居发现。本文设计的接入协议在每个时隙中增加一个竞争阶段,可同时满足最多2个节点进行数据收发,以实现空间复用。时隙竞争阶段,没有采取以往传统的CSMA竞争机制,取而代之的是二进制倒计时机制,利用节点MAC地址唯一性产生的忙音序列进行竞争,完全避免了节点接入过程引起的碰撞和退避。本文还改进了二进制倒计时机制,实现支持优先级。本接入机制还具备有助于减小干扰、降低能耗的自适应功率控制功能。本文最后理论分析了无线Ad Hoc网络的吞吐量和平均发送时延,并在仿真软件MATLAB上设置相应场景对理论分析进行验证,得到相似的仿真结果。还对本文提出的定向接入机制与传统的全向TDMA接入机制、IEEE 802.11、DMAC和MMAC在NS2仿真软件上进行仿真对比。从结果得出,本文提出的基于定向TDMA协议在吞吐量、平均延时、丢包率和功率效率多项网络性能上有显著提高。