adhoc網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)同工作的MAC層協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、在無(wú)線通信環(huán)境中,信道的衰落干擾問(wèn)題比較嚴(yán)重,如頻率選擇性衰落和時(shí)間選擇性衰落。怎樣克服衰落的影響,提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量,是一個(gè)難題。分集技術(shù)是比較有效的一種技術(shù),但傳統(tǒng)的分集技術(shù)需要有多天線,這對(duì)單天線系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的。因此,用戶協(xié)同分集技術(shù)成為了比較熱門的研究方向。用戶協(xié)同分集是這樣一種傳輸技術(shù),它用多個(gè)終端實(shí)現(xiàn)虛擬天線陣列,從而以分布式的方式獲得空間分集增益。而在IEEE 802.11系統(tǒng)中,協(xié)作的思想已經(jīng)用于MAC層協(xié)議設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2、但目前用于MAC層協(xié)議設(shè)計(jì)的協(xié)作的概念與用戶協(xié)同的概念是不一樣的。所以,在MAC層支持用戶協(xié)同工作方式是比較有意義的。通過(guò)研究工作,我們分析了基于時(shí)分多址的三種協(xié)同協(xié)議的性能和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。在我們的工作中,我們提出了一種新穎的MAC協(xié)議,對(duì)應(yīng)于基于時(shí)分多址的協(xié)同協(xié)議,我們稱之為CMAC。CMAC是基于IEEE 802.11b MAC協(xié)議的,它可以支持協(xié)同工作方式中的最基本的工作單元。換言之,在CMAC中,源節(jié)點(diǎn)如果可以找到中繼節(jié)點(diǎn),則源節(jié)

3、點(diǎn)就邀請(qǐng)這個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)參與數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸分為兩個(gè)時(shí)隙,第一個(gè)時(shí)隙中源節(jié)點(diǎn)給目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀,而中繼節(jié)點(diǎn)則監(jiān)聽(tīng)這個(gè)數(shù)據(jù)包。第二個(gè)時(shí)隙,源節(jié)點(diǎn)保持沉默,中繼節(jié)點(diǎn)將第一個(gè)時(shí)隙中監(jiān)聽(tīng)到的數(shù)據(jù)包發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)。這樣,目的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)時(shí)隙中收到分別從源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的發(fā)送的兩個(gè)信號(hào)。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合解碼,目的節(jié)點(diǎn)可以獲得空間分集來(lái)抵消信道衰落的影響。很容易看到,CMAC的的性能不僅僅受MAC層工作方式的影響,它更受物理層技術(shù)的影響。因?yàn)閰f(xié)

4、同工作方式其實(shí)是物理層的協(xié)作方式,而且在目的節(jié)點(diǎn)的對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行解碼的過(guò)程也是很關(guān)鍵的,它確定了MAC層收到的數(shù)據(jù)幀的包錯(cuò)誤概率。因?yàn)镃MAC是基于IEEE 802.11b MAC協(xié)議的,利用了802.11b的部分特性,所以CMAC向后和IEEE 802.11b保持兼容。在我們的工作中,我們把CMAC和802.11b很好地融合在了一起。CMAC本身根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)的信息可以退化為IEEE802.11b,同時(shí)根據(jù)信道的包錯(cuò)誤概率和閾值的關(guān)系,

5、我們讓CMAC和IEEE802.11b可以互相切換。本文研究工作量的一個(gè)重要部分在于實(shí)現(xiàn)CMAC協(xié)議的代碼和對(duì)CMAC和IEEE 802.11b進(jìn)行相應(yīng)的仿真。由于CMAC是基于IEEE 802.11b的,我們對(duì)NS-2中的IEEE 802.11b代碼進(jìn)入深入分析,并且通過(guò)修改不同類文件中的大量源代碼實(shí)現(xiàn)了CMAC的工作機(jī)制。同時(shí)通過(guò)對(duì)合理仿真場(chǎng)景的仿真我們比較CMAC和IEEE 802.11b的性能差異,證明了CMAC在比較高的數(shù)據(jù)包