無線自組網(wǎng)中多速率問題的研究.pdf

1、無線自組網(wǎng)是一種特殊的無線移動通信網(wǎng)絡，其中每個節(jié)點的地位平等，網(wǎng)絡通信依靠節(jié)點之間的相互協(xié)作，以多跳方式完成，因而不依賴于任何固定設施。由于移動自組網(wǎng)不需要固定基站，具有架設簡單、快捷等優(yōu)點，現(xiàn)在已被廣泛應用于一些不宜或者無法建立網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的地方，例如，移動會議、搶險救災、行進中的軍隊等。 IEEE 802.11協(xié)議是無線局域網(wǎng)MAC層和物理層的標準協(xié)議。過去，IEEE802.11協(xié)議只提供一種傳輸速率。近年來，通過使用不同

2、的調(diào)制和編碼方法，IEEE 802.11在物理層開始提供多種傳輸速率，但是沒有說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)絡吞吐量和節(jié)省能量消耗的角度來看，對多速率問題進行研究具有重大的意義。本文從網(wǎng)絡層和MAC層入手，對無線自組網(wǎng)上四個方面的多速率問題進行了深入研究，具體的研究內(nèi)容包括基于IEEE 802．11協(xié)議的多速率環(huán)境下無線自組網(wǎng)節(jié)能機制及最大化網(wǎng)絡壽命算法、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)議的無線自組網(wǎng)節(jié)能速率選擇問題：針對該問題，本文首先將單條路徑上以節(jié)省能量消耗為目標的速率選擇問題模型化為一個多選擇背包問題，基于該模型，本文提出了一個自適應貪心速率選擇算法AGRSA。模擬實驗表明，AGRSA與所有節(jié)點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)絡壽命的速率調(diào)整問題：針對該問題，本文首先將它模型化為混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題，可以通過分支限界法可以求出最優(yōu)解

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

5、以根據(jù)路由請求包發(fā)送節(jié)點到本節(jié)點鏈路的最高傳輸速率自適應地延遲路由請求包的轉(zhuǎn)發(fā)，使得高速鏈路優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)路由請求包。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提高網(wǎng)絡的吞吐量。模擬實驗表明，與傳統(tǒng)路由協(xié)議相比，BDRMAR提高了網(wǎng)絡吞吐量。 4)多速率敏感多播路由問題：本文針對無線自組網(wǎng)中廣泛使用的按需多播路由協(xié)議在選路時獨立地選擇從多播源節(jié)點到每個接收節(jié)點路由的做法，首先觀察并分析了在物理層提供多速率