基于Ad Hoc網絡的跨層優(yōu)化設計.pdf

1、近年來，隨著人們在不同環(huán)境下對移動業(yè)務需求的增加，Ad Hoc網絡以其無中心、分布式、自組織等特性，在社會生活中占據了越來越重要的地位。然而，Ad Hoc網絡所具有的特殊性，使得有線網絡上一些成熟的技術不能直接應用于其上。如何使用有別于有線網絡的方法來適應Ad Hoc網絡成為研究熱點之一。
　　由于Ad Hoc網絡的多維性、缺少全局信息、不確定性和移動等特性，如何保證Ad Hoc網絡的QoS性能，并設計合理有效的資源分配方案面臨著

2、巨大的挑戰(zhàn)，這些問題成為Ad Hoc網絡的主要問題。傳統(tǒng)的Ad Hoc網絡采用了分層的設計思想，在這種模型中，雖然網絡的設計復雜度低，但層與層之間是分開的，信息不能共享，網絡的QoS得不到保障，資源利用率不高。而跨層的思想是利用各層之間的相關信息，將網絡作為整體進行優(yōu)化和設計，比較適合用于提高Ad Hoc網絡的性能。為此，本文利用跨層優(yōu)化的思想對Ad Hoc網絡進行探索和研究，具體研究內容如下：
　　（1）提出一種基于跨層設計的丟

3、包觸發(fā)機制來提高Ad Hoc網絡的QoS性能
　　傳統(tǒng)的TCP協議是為固定主機和有線網絡設計的，將丟包原因完全歸結為網絡擁塞，如果把標準 TCP協議直接應用于Ad Hoc網絡模型中，可能會錯誤地啟動擁塞控制，從而導致Ad Hoc網絡的性能下降。本文聯合MAC層、網絡層和傳輸層，提出一種跨層的方法來區(qū)分Ad Hoc網絡中不同的丟包原因，如鏈路擁塞、鏈路失效和信號干擾等，當有丟包發(fā)生的時候觸發(fā)丟包控制機制，鏈路根據當前的信道情況做出不

4、同的控制反應。利用這種方法能夠提高Ad Hoc網絡的吞吐量、分組投遞率和時延等方面的QoS性能。
　?。?）聯合速率和功率控制進行跨層設計，并提出利用分布式牛頓算法對其進行求解
　　傳統(tǒng)的無線網絡通常使用網絡效用最大化模型來進行資源分配，采用的是基于拉格朗日對偶分解架構和次梯度分布式算法，這種算法收斂速度緩慢，對步長選擇敏感。本文利用網絡層、數據鏈路層和物理層的信息，在網絡效用最大化模型中，聯合速率和功率控制，提出用分布式牛