Ad-hoc網(wǎng)絡中基于低控制開銷的多信道MAC協(xié)議研究.pdf

1、Ad hoc網(wǎng)絡是一種無中心控制節(jié)點的無線自組織網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡需要合理的媒體接入控制協(xié)議(MAC)以保證網(wǎng)絡內節(jié)點的無沖突通信。根據(jù)可用信道數(shù)可將MAC協(xié)議分為兩種，一種是單信道MAC協(xié)議，另一種是多信道MAC協(xié)議。在傳統(tǒng)的單信道MAC中，所有節(jié)點的控制報文與數(shù)據(jù)報文僅能在同一信道中傳輸，因而在負載較大時數(shù)據(jù)沖突頻發(fā)，網(wǎng)絡吞吐量迅速降低；多信道MAC協(xié)議將信道帶寬劃分為邏輯上獨立的多個子信道，使得多個節(jié)點能同時在不同信道上并行傳輸數(shù)據(jù)，

2、既增加了網(wǎng)絡吞吐量，又降低了網(wǎng)絡時延，相比單信道MAC協(xié)議在網(wǎng)絡性能上具有明顯優(yōu)勢。因此越來越多的學者將研究熱點集中到多信道MAC協(xié)議。
　　本文針對多信道MAC協(xié)議中的多信道隱終端和控制信道瓶頸問題，在研究現(xiàn)有基于信道表(如DCA、MMAC)類和Meshhadany提出的非基于信道表類的信道分配機制基礎上，提出兩種改進的多信道MAC協(xié)議，具體如下：
　　首先，借鑒非信道表類信道分配算法，提出一種低控制開銷的多信道MAC協(xié)議

3、—LCO-MAC(Low Control Overheads-MAC，LCO-MAC)。該協(xié)議將可用信道(包括控制信道)一一對應到控制時段的幀內時隙上，節(jié)點在控制時段內發(fā)送RTS幀申請信道，然后根據(jù)目的節(jié)點回復CTS幀時所處時隙編號便可成功獲取信道。
　　其次，由于工作在 LCO-MAC協(xié)議的移動節(jié)點僅配備一個半雙工收發(fā)機，當節(jié)點工作在數(shù)據(jù)信道時將不能監(jiān)聽控制信道，從而導致“聾”問題現(xiàn)象。為此論文對LCO-MAC進行改進，針對配備

4、兩個收發(fā)機的網(wǎng)絡，引入RES幀，這樣允許節(jié)點能夠在數(shù)據(jù)信道收發(fā)時，監(jiān)聽控制信道利用RES幀更新節(jié)點通信狀態(tài)。
　　最后，對基于信道表類(DCA及 MMAC)和非信道表類(TSMD-MAC、LCO-MAC)的多信道MAC協(xié)議進行NS2仿真比較。結果表明，LCO-MAC控制開銷最低，在信道數(shù)較大時，相比其他協(xié)議，LCO-MAC在網(wǎng)絡吞吐量、數(shù)據(jù)包平均時延及解決控制信道瓶頸問題能力方面均具有明顯優(yōu)勢；在信道數(shù)較小時，相比MMAC及DCA