無(wú)線自組網(wǎng)中多速率問(wèn)題的研究.pdf

1、無(wú)線自組網(wǎng)是一種特殊的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位平等，網(wǎng)絡(luò)通信依靠節(jié)點(diǎn)之間的相互協(xié)作，以多跳方式完成，因而不依賴于任何固定設(shè)施。由于移動(dòng)自組網(wǎng)不需要固定基站，具有架設(shè)簡(jiǎn)單、快捷等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于一些不宜或者無(wú)法建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的地方，例如，移動(dòng)會(huì)議、搶險(xiǎn)救災(zāi)、行進(jìn)中的軍隊(duì)等。 IEEE 802.11協(xié)議是無(wú)線局域網(wǎng)MAC層和物理層的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。過(guò)去，IEEE802.11協(xié)議只提供一種傳輸速率。近年來(lái)，通過(guò)使用不同

2、的調(diào)制和編碼方法，IEEE 802.11在物理層開(kāi)始提供多種傳輸速率，但是沒(méi)有說(shuō)明有效利用多速率特性的方法，并且從多速率有助于提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和節(jié)省能量消耗的角度來(lái)看，對(duì)多速率問(wèn)題進(jìn)行研究具有重大的意義。本文從網(wǎng)絡(luò)層和MAC層入手，對(duì)無(wú)線自組網(wǎng)上四個(gè)方面的多速率問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，具體的研究?jī)?nèi)容包括基于IEEE 802．11協(xié)議的多速率環(huán)境下無(wú)線自組網(wǎng)節(jié)能機(jī)制及最大化網(wǎng)絡(luò)壽命算法、多速率敏感單播路由及多速率敏感多播路由。主要研究成果如下：

3、 1)基于IEEE 802.11協(xié)議的無(wú)線自組網(wǎng)節(jié)能速率選擇問(wèn)題：針對(duì)該問(wèn)題，本文首先將單條路徑上以節(jié)省能量消耗為目標(biāo)的速率選擇問(wèn)題模型化為一個(gè)多選擇背包問(wèn)題，基于該模型，本文提出了一個(gè)自適應(yīng)貪心速率選擇算法AGRSA。模擬實(shí)驗(yàn)表明，AGRSA與所有節(jié)點(diǎn)都使用最高速率的經(jīng)典技術(shù)相比能夠顯著節(jié)省能量。 2)最大化網(wǎng)絡(luò)壽命的速率調(diào)整問(wèn)題：針對(duì)該問(wèn)題，本文首先將它模型化為混合整數(shù)非線性規(guī)劃問(wèn)題，可以通過(guò)分支限界法可以求出最優(yōu)解

4、。然后提出了一個(gè)基于貪心策略的分布式最大化網(wǎng)絡(luò)壽命速率調(diào)整算法MNLRAA，最后通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)分別對(duì)MNLRAA、最優(yōu)算法和經(jīng)典技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)壽命、分組平均能量消耗和端到端延遲等網(wǎng)絡(luò)性能方面進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MNLRAA在網(wǎng)絡(luò)壽命上接近最優(yōu)算法，相對(duì)經(jīng)典技術(shù)有較大程度的提高。 3)多速率敏感單播路由問(wèn)題：本文針對(duì)按需路由協(xié)議固有的缺陷，提出了基于延遲轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求包的多速率敏感路由協(xié)議BDRMAR。中間節(jié)點(diǎn)接收到路由請(qǐng)求包后，可

5、以根據(jù)路由請(qǐng)求包發(fā)送節(jié)點(diǎn)到本節(jié)點(diǎn)鏈路的最高傳輸速率自適應(yīng)地延遲路由請(qǐng)求包的轉(zhuǎn)發(fā)，使得高速鏈路優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)路由請(qǐng)求包。因此，最終的路由盡可能多地包含了高傳輸速率鏈路，可以充分利用多速率能力來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。模擬實(shí)驗(yàn)表明，與傳統(tǒng)路由協(xié)議相比，BDRMAR提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。 4)多速率敏感多播路由問(wèn)題：本文針對(duì)無(wú)線自組網(wǎng)中廣泛使用的按需多播路由協(xié)議在選路時(shí)獨(dú)立地選擇從多播源節(jié)點(diǎn)到每個(gè)接收節(jié)點(diǎn)路由的做法，首先觀察并分析了在物理層提供多速率