戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由及MAC協(xié)議研究.pdf

1、戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)指的是由若干帶有無線收發(fā)信機(jī)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)，它可以不依賴預(yù)先存在的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施而快速展開。各節(jié)點(diǎn)可以在不進(jìn)行事先通知的情況下自由進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)和離開網(wǎng)絡(luò)且不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓。本文研究的目的就是要在復(fù)雜而惡劣的戰(zhàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，針對(duì)戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特殊要求，提出適用于戰(zhàn)場環(huán)境的路由協(xié)議和媒體訪問控制(MAC-Medium Access Control)協(xié)議。
　　本文針對(duì)現(xiàn)有ad hoc網(wǎng)

2、絡(luò)表驅(qū)動(dòng)路由和按需路由協(xié)議的缺陷，提出了適用于戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的混合式路由協(xié)議AHHR(Ad Hoc Hybrid Routing)。在AHHR中，節(jié)點(diǎn)工作在混雜接收模式，這樣節(jié)點(diǎn)就可以通過監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸來學(xué)習(xí)到更加豐富的路由。AHHR充分利用了表驅(qū)動(dòng)路由和按需路由的各種優(yōu)點(diǎn)，它使用了類似DSR(Dynamic Source Routing)路由協(xié)議的機(jī)制來發(fā)現(xiàn)路由，并通過邊權(quán)值管理和路由公告來獲得和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｅc傳統(tǒng)的

3、跳數(shù)最小的選路原則不同，AHHR的選路原則是邊權(quán)值和最大，這樣就可以保證所選擇的路由具有較高的可靠性。根據(jù)不同的拓?fù)渥兓俣龋珹HHR可以在表驅(qū)動(dòng)路由和按需路由之間自適應(yīng)地切換。AHHR在綜合性能上優(yōu)于現(xiàn)有的ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。
　　在戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡是路由算法的一個(gè)重要考慮參數(shù)，忽視負(fù)載平衡的路由算法將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的一些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)過度擁塞的情形，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能急劇下降。針對(duì)戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)對(duì)

4、負(fù)載平衡的特殊要求，本文提出了LBHR(Load Balance Hybrid Routing)路由協(xié)議。LBHR以AHHR為基礎(chǔ)。在LBHR中，負(fù)載較重的節(jié)點(diǎn)將丟棄收到的路由請(qǐng)求，也就是說過載的節(jié)點(diǎn)不參與路由發(fā)現(xiàn)過程。LBHR充分利用了節(jié)點(diǎn)的路由表，在一對(duì)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間，構(gòu)造了多條路徑，并在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，使用多條路徑來發(fā)送數(shù)據(jù)分組。LBHR可以較好地滿足戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)對(duì)負(fù)載平衡的要求。
　　針對(duì)在戰(zhàn)場上廣泛使用的半雙

5、工電臺(tái)只有單信道的現(xiàn)狀，本文提出了一種新的適用于戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制協(xié)議－SCMA(Single Channel Multiple Access)。通過載波監(jiān)聽，并使用RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)控制分組，SCMA在單一信道條件下，較好地解決了隱藏終端問題。SCMA中的數(shù)據(jù)分組沖突概率遠(yuǎn)小于非堅(jiān)持型CSMA(Carrier Sense Multiple Access)。S

6、CMA以增加控制分組為代價(jià)，換來了吞吐量的增加。
　　本文還同時(shí)分析了有中心節(jié)點(diǎn)的戰(zhàn)術(shù)移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，并提出了PAMA(Priority Alternation Multiple Access)媒體訪問控制協(xié)議。PAMA以SCMA為基礎(chǔ)。PAMA與SCMA有著相同的定時(shí)模型和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。兩種協(xié)議都應(yīng)用在單信道半雙工電臺(tái)上。SCMA協(xié)議適用于多跳網(wǎng)絡(luò)，而PAMA則適用于有中心節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。在PAMA協(xié)議中，在不同的訪問周期