移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究——基于分布式并行的輪詢接入.pdf

1、過(guò)去20年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)得到迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中，輪詢多址接入控制協(xié)議促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，成為IEEE802.3、802.11等協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的核心，對(duì)以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、Internet、無(wú)線局域網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)起到了重要的支撐作用。 在寬帶無(wú)線通信領(lǐng)域，AdHoc網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展很快、應(yīng)用也越來(lái)越普遍的一種網(wǎng)絡(luò)形式。由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的自組織特性，在設(shè)計(jì)分布式網(wǎng)絡(luò)時(shí)，與之相適應(yīng)的多

2、址接入?yún)f(xié)議的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的工作效率。典型的多址協(xié)議有固定分配、隨機(jī)多址和輪詢接入三種。目前，在分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用的多址協(xié)議大多是基于帶沖突避免和沖突分解的隨機(jī)多址接入技術(shù)。隨機(jī)多址接入技術(shù)可以克服固定分配多址協(xié)議中的資源浪費(fèi)問(wèn)題，然而，當(dāng)用戶數(shù)或業(yè)務(wù)量增加時(shí)，分組碰撞的概率也會(huì)隨之增大，從而信息分組的平均等待時(shí)間變長(zhǎng)，降低網(wǎng)絡(luò)的吞吐量；采用傳統(tǒng)的輪詢方式可以避免分組碰撞的情況，并能保證多點(diǎn)大業(yè)務(wù)時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定的吞吐量，但是在小業(yè)務(wù)量

3、和業(yè)務(wù)量不均衡的情況下，由于無(wú)選擇的依次服務(wù)，又會(huì)增大系統(tǒng)的時(shí)延。因此，研究多址協(xié)議對(duì)提高AdHoc網(wǎng)絡(luò)的性能有著重要意義，文中作者重點(diǎn)研究了基于輪詢接入的多址協(xié)議。 本文深入研究的內(nèi)容：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和相關(guān)性能參數(shù)解析式，為媒體接入控制協(xié)議MAC的應(yīng)用和性能測(cè)試提供理論依據(jù)；基于分布式并行策略的輪詢方式的多址協(xié)議的控制機(jī)制、接入方法、服務(wù)規(guī)則等。取得的創(chuàng)新性成果如下： (1)提出了分布式并行控制機(jī)制 輪詢是寬帶無(wú)

4、線網(wǎng)絡(luò)MAC層重要的服務(wù)策略，能夠提供較強(qiáng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和高的系統(tǒng)吞吐量。本文提出了適用于移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的分布式并行控制機(jī)制，解決了傳統(tǒng)輪詢網(wǎng)絡(luò)如PCF以及無(wú)線令牌環(huán)協(xié)議WTRP中查詢轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)系統(tǒng)性能的影響。 (2)提出分布式并行無(wú)線輪詢協(xié)議，建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型本文采用嵌入Markov鏈和概率母函數(shù)的分析方法，用限定服務(wù)規(guī)則進(jìn)行系統(tǒng)建模，推導(dǎo)分布式并行無(wú)線輪詢接入?yún)f(xié)議DPWPAP的數(shù)學(xué)模型，得出各項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)的解析式。理

5、論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，效果良好。 (3)提出了基于通信節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行選擇性服務(wù)的分布式并行MAC協(xié)議 在DPWPAP基礎(chǔ)上，本文提出了基于動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)的緩沖區(qū)隊(duì)列參數(shù)控制的分布式并行MAC協(xié)議DP-BSCP，并分析了各優(yōu)先級(jí)隊(duì)列的性能。理論分析和實(shí)驗(yàn)表明，該協(xié)議適合具有不同業(yè)務(wù)類型的綜合服務(wù)系統(tǒng)。 (4)提出了適用于分布式并行AdHoc服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的混合服務(wù)規(guī)則的MAC協(xié)議DPACP 針對(duì)分布式并行Ad