移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)信道接入與節(jié)能機(jī)制研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對移動通信的需求越來越強(qiáng)，無線通信網(wǎng)絡(luò)也得到了迅速的發(fā)展和普及。但對于某些特殊的場合，傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和需要預(yù)先部署網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)不可能或者很難被有效使用。比如，戰(zhàn)場上部隊(duì)快速展開和推進(jìn)、地震或水災(zāi)后的營救等。這種情況下就產(chǎn)生了一種能夠臨時(shí)快速自組織的無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種無線、移動、自組織的網(wǎng)絡(luò)，它沒有中心控制節(jié)點(diǎn)，移動節(jié)點(diǎn)通過多跳無線鏈路實(shí)現(xiàn)相

2、互通信。由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的上述特性，傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)和蜂窩移動通信網(wǎng)中使用的各種協(xié)議和技術(shù)無法被直接使用，需要為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專門的協(xié)議和技術(shù)。信道接入?yún)f(xié)議控制節(jié)點(diǎn)接入無線信道，是報(bào)文在信道上發(fā)送和接收的直接控制者，對信道狀態(tài)的感知是最快的，對AdHoc網(wǎng)絡(luò)的性能起決定性作用，是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動節(jié)點(diǎn)一般是電池供電，而電池的能量有限，關(guān)于如何利用Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)延長節(jié)點(diǎn)壽命一直是Ad H

3、oc網(wǎng)絡(luò)的中的研究熱點(diǎn)。 本文根據(jù)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的多跳性和全向天線的廣播性，對接收方主動信道接入?yún)f(xié)議RIMA-DP[1,2]進(jìn)行改進(jìn)，使得在傳播中下一跳節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)監(jiān)聽到的ACK來預(yù)測數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)間。為了驗(yàn)證新協(xié)議RIMA-DPACK有效性，通過NS2[3]仿真結(jié)果顯示，在多跳傳輸中比原協(xié)議RIMA-DP在吞吐量和端到端時(shí)延方面有所改善。本文在分析了MAC層節(jié)能機(jī)制的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)可以用于多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層節(jié)能機(jī)制

4、802.11TPS協(xié)議。在802.11TPS協(xié)議中，時(shí)間驅(qū)動性來保證在負(fù)荷低的節(jié)點(diǎn)大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)；而報(bào)文驅(qū)動性用來控制在有數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)，讓無關(guān)節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)，一方面為了節(jié)省能量，另一方面還可以減少數(shù)據(jù)沖突。為了比較802.11TPS和802.11PSM[4]性能，通過NS2環(huán)境進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，在低負(fù)荷和高負(fù)荷下節(jié)能效果進(jìn)行比較，在低負(fù)荷下802.11PSM節(jié)能效果略好，在高負(fù)荷下802.11TPS的節(jié)能效果顯著。在丟包