無線移動自組網(wǎng)鏈路層跨層捎帶技術(shù)研究.pdf

1、無線移動自組網(wǎng)是當前的研究熱門,而對于自組網(wǎng)的研究主要集中于對數(shù)據(jù)鏈路層MAC協(xié)議的研究以及網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議的研究。由于自組網(wǎng)具有節(jié)點自組織、分布式管理、拓撲動態(tài)變化等特性,因此自組網(wǎng)的路由協(xié)議設(shè)計與有線網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計有較大區(qū)別,不能套用有線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計模式。在路由協(xié)議的眾多關(guān)鍵技術(shù)中,控制網(wǎng)絡(luò)開銷是其中較為重要的一項。這是因為自組網(wǎng)采用電磁波無線通信作為傳輸介質(zhì),它具有帶寬較窄、數(shù)據(jù)率較低、誤碼率較高的特點。而路由協(xié)議為了完成路由的

2、發(fā)現(xiàn)與路由維護等功能,需要不斷地發(fā)送路由更新信息等控制報文,這些控制報文是以短報文的形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)?。在僅有的無線通信資源中,如果對這部分短報文的傳播不加以控制,勢必會影響到正常的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信。因此解決路由開銷問題的一個主要思路就是盡量減少網(wǎng)絡(luò)中短報文的發(fā)送頻率。 捎帶技術(shù)是一項在有線網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)得到成功應(yīng)用的技術(shù),尤其是在TCP協(xié)議的捎帶確認機制中得到了充分的體現(xiàn)。結(jié)合電子科技大學(xué)國家863計劃基于超短波跳頻電臺的無線移動自組

3、網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中提出的“鏈路層捎帶傳輸”,本文研究了如何使用鏈路層捎帶技術(shù)減少短報文發(fā)送的頻度,從而降低網(wǎng)絡(luò)控制開銷的方法。 盡管鏈路層捎帶技術(shù)在TDMA固定分配信道的網(wǎng)絡(luò)中得到了較好的應(yīng)用,但是在當今熱門的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)下,捎帶技術(shù)是否也能發(fā)揮應(yīng)有的作用,有效地降低控制開銷是本文關(guān)注的問題之一。本文同時還結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？鐚釉O(shè)計的思想--所謂跨層設(shè)計,是指在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分層設(shè)計方法中,打破層次之間固有的獨立性,加強層間的

4、協(xié)同與數(shù)據(jù)交互,優(yōu)化整體網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計方法--利用鏈路層跨層捎帶網(wǎng)絡(luò)層的路由信息,進一步減少網(wǎng)絡(luò)中的路由控制短報文的數(shù)量,降低路由開銷,優(yōu)化路由協(xié)議的設(shè)計,最終提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。 在對鏈路層跨層捎帶技術(shù)進行了功能設(shè)計與性能分析之后,為了驗證結(jié)論,本文在NS-2仿真工具中,以按需路由協(xié)議的代表AODV協(xié)議為例,進行了鏈路層捎帶技術(shù)的改造,并建立合理的無線仿真環(huán)境,通過仿真實驗驗證了結(jié)論。 本文的主要研究工作與創(chuàng)新之處概括如下

5、： 1.結(jié)合鏈路層捎帶技術(shù)與跨層設(shè)計的思想,設(shè)計出了一種可跨層捎帶上層控制信息的捎帶傳輸機制,該設(shè)計方法可有效地控制網(wǎng)絡(luò)開銷,提高網(wǎng)絡(luò)性能； 2.將原本應(yīng)用與TDMA信道的鏈路層捎帶技術(shù),應(yīng)用到了CSMA競爭型信道中； 3.將鏈路層基本功能進行了擴展,使得網(wǎng)絡(luò)層可以請求鏈路層的相關(guān)信息,減少了網(wǎng)絡(luò)層的維護開銷,達到了跨層設(shè)計的目的。 4.針對熱門的AODV協(xié)議提出了可支持鏈路層跨層捎帶技術(shù)的改進方法；