移動Ad Hoc網絡媒體接入控制研究.pdf

1、無線移動Ad Hoc網絡是由無線信道連接的移動通信終端組成的臨時性動態(tài)網絡，非常適用于戰(zhàn)爭、救援、臨時會議等環(huán)境下。由于不依賴于固定的通信基礎設施，而且網絡組織機動靈活，無線移動Ad Hoc網絡被認為是未來個人通信系統(tǒng)的重要組成部分。無線移動Ad Hoc網絡的研究涉及MAC、路由（Routing）、多播（Multicasting）、功率控制（Power Control）、QoS、安全（Security）等多個方面，本文主要針對無線移動A

2、d Hoc網絡MAC接入協議及其公平性和接入效率（吞吐率、協議開銷等）進行深入研究。 在移動Ad Hoc網絡MAC協議設計中，接入公平性和吞吐率是衡量MAC協議的重要指標。通過分析無線MAC接入中沖突避免退避策略，論文首先提出了基于排隊論思想的退避公平算法。在基于排隊論思想的退避公平算法中，退避時間對于每一個節(jié)點（包括新加入的節(jié)點）都是相同的。每個節(jié)點在發(fā)送RTS報文以前，先監(jiān)聽信道，若信道空閑就啟動退避延時器；若信道忙碌就一直

3、監(jiān)聽直到信道轉為空閑再啟動退避延時器。在延時等待過程中繼續(xù)監(jiān)聽信道，暫時不發(fā)送RTS。如果等待期間又聽到了信道轉為忙碌，則停止延時器，繼續(xù)監(jiān)聽，延時器中剩余的時間將作為新的退避時間參與下一次競爭。只有在信道空閑且退避時間為零的情況下，才發(fā)送RTS報文。一次交互成功，退避時間回到初始值。研究分析表明，排隊退避算法具有較好的公平性。 其次，論文提出了一種基于節(jié)點競爭失敗次數（無效RTS）動態(tài)退避策略的移動Ad Hoc網絡公平MAC接

4、入協議。在基于RTS/CTS握手機制的MAC協議中，在網絡負荷較大時，節(jié)點為了獲得信道訪問權，需要多次發(fā)送RTS報文，才能將數據報文發(fā)送出去。在爭用信道成功之前，一個節(jié)點發(fā)送RTS爭用信道的失敗次數，在一定程度上反映了信道的繁忙狀況。用節(jié)點競爭失敗次數（無效RTS）進行計數的方法估計信道爭用情況，動態(tài)地分配退避計數器初值，從而可實現移動Ad Hoc網絡的公平MAC接入。研究表明，該接入方法能夠有效地反映源節(jié)點特性，接入公平性好，在高負荷

5、和低負荷的情況下都能提高網絡吞吐量，提供良好的QoS保障。 然后，論文提出了一種改進型FAMA（Fair Floor Acquisition Multiple Access）協議。FAMA—NCS協議有兩個顯著特點：一是通過延長RTS和CTS控制報文的長度來消除控制報文的沖突，較好地解決了隱終端問題；二是允許一次RTS—CTS交互成功后，節(jié)點可連續(xù)發(fā)送多個報文，從而增加了網絡的吞吐量。通過對RTS/CTS握手機制和FAMA協議的

6、分析，用節(jié)點競爭失敗次數（無效RTS）對信道爭用情況進行估計，動態(tài)調整FAMA協議中的報文序列長度，實現移動節(jié)點公平接入和保障較好的網絡吞吐率。 接著，論文提出了一種基于鄰居節(jié)點狀態(tài)的自適應調整競爭窗口的MAC接入協議。節(jié)點的沖突是鄰居節(jié)點之間引起的。在一段時間內，有數據需要發(fā)送的節(jié)點越多，節(jié)點通信時越容易產生沖突。由于網絡節(jié)點的各鄰居節(jié)點在一段時間內的競爭節(jié)點數在一定程度上反映了網絡的繁忙狀況，競爭的鄰居節(jié)點越多，表示信道競爭

7、越激烈，網絡越繁忙，反之網絡比較空閑。據此，根據鄰居節(jié)點中競爭節(jié)點數量來自適應地調整競爭窗口CW（Competititon Window），從而提高了網絡吞吐率。 最后，論文研究并提出了一種基于鄰居節(jié)點活躍狀態(tài)評估策略的MAC接入協議BASNN（Based on the Active State of the Neighboring Nodes）。在無線Ad Hoc網絡共享信道中，通常采用時延退避機制的MAC接入協議，BASNN