移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)媒體接入控制研究.pdf

1、無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)，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(chǔ)設(shè)施，而且網(wǎng)絡(luò)組織機動靈活，無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)MAC接入?yún)f(xié)議及其公平性和接入效率（吞吐率、協(xié)議開銷等）進行深入研究。 在移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計中，接入公平性和吞吐率是衡量MAC協(xié)議的重要指標(biāo)。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)（無效RTS）動態(tài)退避策略的移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)公平MAC接

4、入?yún)f(xié)議。在基于RTS/CTS握手機制的MAC協(xié)議中，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時，節(jié)點為了獲得信道訪問權(quán)，需要多次發(fā)送RTS報文，才能將數(shù)據(jù)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(shù)，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(shù)（無效RTS）進行計數(shù)的方法估計信道爭用情況，動態(tài)地分配退避計數(shù)器初值，從而可實現(xiàn)移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)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(fù)荷

5、和低負(fù)荷的情況下都能提高網(wǎng)絡(luò)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(xié)議。FAMA—NCS協(xié)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(wǎng)絡(luò)的吞吐量。通過對RTS/CTS握手機制和FAMA協(xié)議的

6、分析，用節(jié)點競爭失敗次數(shù)（無效RTS）對信道爭用情況進行估計，動態(tài)調(diào)整FAMA協(xié)議中的報文序列長度，實現(xiàn)移動節(jié)點公平接入和保障較好的網(wǎng)絡(luò)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(yīng)調(diào)整競爭窗口的MAC接入?yún)f(xié)議。節(jié)點的沖突是鄰居節(jié)點之間引起的。在一段時間內(nèi)，有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的節(jié)點越多，節(jié)點通信時越容易產(chǎn)生沖突。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的各鄰居節(jié)點在一段時間內(nèi)的競爭節(jié)點數(shù)在一定程度上反映了網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)越繁忙，反之網(wǎng)絡(luò)比較空閑。據(jù)此，根據(jù)鄰居節(jié)點中競爭節(jié)點數(shù)量來自適應(yīng)地調(diào)整競爭窗口CW（Competititon Window），從而提高了網(wǎng)絡(luò)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?yún)f(xié)議BASNN（Based on the Active State of the Neighboring Nodes）。在無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)共享信道中，通常采用時延退避機制的MAC接入?yún)f(xié)議，BASNN