無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)速率自適應(yīng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及,人們對無線移動網(wǎng)絡(luò)的需求逐漸增加。憑借其架設(shè)簡單、快捷等優(yōu)點,Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于一些不宜或者無法建立基礎(chǔ)設(shè)施的地方,如移動會議、搶險救災(zāi)、行進中的隊伍等。作為無線局域網(wǎng) MAC層和物理層的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,IEEE802.11在物理層使用多種調(diào)制和編碼技術(shù),能夠提供多種傳輸速率。而媒體接入控制層沒有規(guī)定相應(yīng)的速率切換策略,因此速率自適應(yīng)選擇算法成為目前研究的一個重要方向。
　　本文詳細分析了幾種經(jīng)典的速率

2、自適應(yīng)算法,如 ARF協(xié)議根據(jù)成功接收的ACK幀數(shù)目判斷信道狀態(tài);RBAR協(xié)議利用 RTS幀估計信道質(zhì)量;OAR和 AAR協(xié)議充分利用高質(zhì)量信道連續(xù)傳輸多個分組;RRAA協(xié)議在統(tǒng)計窗口內(nèi)根據(jù)誤幀率大小進行速率選擇。在分析各算法的核心思想以及各自優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,從提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、合理公平分配網(wǎng)絡(luò)資源等兩方面對無線 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)速率自適應(yīng)技術(shù)進行了重點研究,針對 RBAR算法存在的缺陷以及無線網(wǎng)絡(luò)的TCP性能較差問題提出了改進和解決方

3、案。主要工作如下:
　　(1)本文在研究速率自適應(yīng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過分析吞吐量與發(fā)送速率的關(guān)系,對基于接收端的自動速率算法(RBAR)進行了改進,提出了一種以無線信道的誤碼率和 TCP吞吐量值作為參數(shù)選擇速率的方案,該方法通過及時更新幀中的NAV向量來傳遞速率信息,沒有對標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行改動。而且能實現(xiàn)分段速率自適應(yīng),使得協(xié)議能更強地適應(yīng)快速變化的無線信道。通過 NS2仿真實驗驗證,該改進方案與 RBAR、ARF協(xié)議相比較,在吞吐量性

4、能方面有較大提高。
　　(2)由于無線通信環(huán)境的時變特性以及節(jié)點的競爭接入,導(dǎo)致無線 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能較差,容易產(chǎn)生擁塞。傳統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)不能保證合理利用網(wǎng)絡(luò)的最佳資源和滿足用戶不同業(yè)務(wù)的QoS需求。因此,文章提出了一個以網(wǎng)絡(luò)效用最大化(NUM)為目標(biāo)的跨層協(xié)作優(yōu)化策略,該方法通過把物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層聯(lián)合起來,利用凸優(yōu)化方法和共享擁塞代價信息進行速率控制和鏈路接入競爭。協(xié)議棧各層在相互共享信息的基礎(chǔ)上,充分利用各層網(wǎng)