移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)MAC及負(fù)載均衡技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)Ad hoe網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad hoe networks，MANET)技術(shù)是目前移動(dòng)通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)，是通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展、人類對(duì)信息需求不斷增加的必然產(chǎn)物。移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)憑借其多跳、無(wú)中心、自組織、快速部署等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)生活的很多方面，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，其廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景同時(shí)也帶動(dòng)和刺激了相關(guān)研究工作的大力開(kāi)展。本文就是在這個(gè)大背景下，對(duì)移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)如何更有效的減少

2、干擾、如何選取更合適的發(fā)送功率、負(fù)載均衡等問(wèn)題進(jìn)行了比較全面的分析和研究。 本文重點(diǎn)對(duì)三個(gè)方面的課題進(jìn)行了研究。前兩個(gè)方面與IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中媒體訪問(wèn)控制規(guī)范的分布式協(xié)調(diào)功能DCF相關(guān)，具體來(lái)說(shuō)就是探討了干擾問(wèn)題對(duì)DCF中RTS/CTS機(jī)制帶來(lái)的影響，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)：第三個(gè)方面研究了移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)路中的負(fù)載均衡問(wèn)題，提出了一種有效的負(fù)載均衡策略。 論文的主要研究工作與創(chuàng)新之處如下： 1.介紹了移

3、動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、關(guān)鍵特征、應(yīng)用前景以及研究熱點(diǎn)，簡(jiǎn)要回顧了IEEE 802.11協(xié)議的發(fā)展概況，然后介紹了其中的媒體訪問(wèn)控制協(xié)議中的分布式協(xié)調(diào)功能DCF，詳細(xì)分析了DCF的兩種傳輸方式：基本接入方式和RTS/CTS機(jī)制。其中重點(diǎn)分析了本文研究工作的基礎(chǔ)RTS/CTS機(jī)制及隱藏終端問(wèn)題。 2.從干擾范圍與傳輸范圍的概念入手，從理論推導(dǎo)的角度定量分析了收發(fā)節(jié)點(diǎn)間的距離與干擾范圍、傳輸范圍之間的關(guān)系，指出了RTS/CTS

4、機(jī)制的有效性問(wèn)題，得到存在干擾范圍大于傳輸范圍的大干擾范圍問(wèn)題的結(jié)論。接著在已有相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)RTS/CTS機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種概率CTS響應(yīng)PCR(Probabilistic CTS Reply)MAC層策略，該策略兼顧考慮了干擾范圍的影響以及控制幀的發(fā)送時(shí)機(jī)問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整發(fā)送控制幀功率門(mén)限和發(fā)送概率的方法減小大干擾范圍帶來(lái)的影響，減小沖突發(fā)生的概率，并提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。 3.討論把功率控制機(jī)制引入IEEE 80211

5、DCF協(xié)議后將面臨的一些問(wèn)題以及相應(yīng)的解決策略。從理論分析的角度給出了發(fā)送功率與傳輸范圍、干擾范圍的關(guān)系，進(jìn)而提出功率控制中的隱藏終端問(wèn)題，基于控制節(jié)點(diǎn)的干擾范圍處于其傳輸范圍之內(nèi)的前提條件，提出了一種更為有效的發(fā)送功率選取方法，從而減少功率控制下隱藏終端帶來(lái)的影響，減少報(bào)文沖突的發(fā)生概率。 4.研究了移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡問(wèn)題。分析了移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)過(guò)載問(wèn)題，考慮了通信節(jié)點(diǎn)之間的多條路徑、節(jié)點(diǎn)的媒體使用情

6、況和負(fù)載情況以及路由的選取方法等因素，基于路徑平均剩余負(fù)載比(Average Remained Load Ratio，ARLR)的概念，提出了負(fù)載均衡的判斷標(biāo)準(zhǔn)，給出了其數(shù)學(xué)表達(dá)。接著根據(jù)此負(fù)載均衡標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)描述了一種有效的負(fù)載均衡策略(Load Balancing Strategy，LBS)，通過(guò)選擇平均剩余負(fù)載比較大的節(jié)點(diǎn)組成的路徑，達(dá)到均衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的流量負(fù)載的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出的LBS能夠較好的分配網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，提高網(wǎng)絡(luò)性