認知Ad Hoc網(wǎng)絡中按需接入的MAC算法研究.pdf

1、認知Ad Hoc網(wǎng)絡是一種由認知無線電(CR)臨時自由組合的無線網(wǎng)絡。它不需要基礎設施,能夠利用空閑頻譜以自組織方式進行通信。隨著Ad Hoc網(wǎng)絡業(yè)務日益多樣化,服務質(zhì)量(QoS)問題越來越重要。在認知Ad Hoc網(wǎng)絡中,未授權(quán)的空閑頻譜由CR共享。媒體訪問控制(MAC)協(xié)議負責協(xié)調(diào)所有CR對空閑信道的接入,是實現(xiàn)認知Ad Hoc網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)之一。它不僅影響無線信道資源的利用率,同時影響網(wǎng)絡其它各層協(xié)議的性能,也是認知Ad Hoc網(wǎng)絡

2、支持QoS的關(guān)鍵。本文較深入地研究了支持QoS的按需接入MAC算法,主要內(nèi)容包括:
　　 本文提出基于粒子濾波的自適應MAC算法。分析了網(wǎng)絡吞吐量的近似優(yōu)化條件,得出最優(yōu)爭用窗口與節(jié)點數(shù)的關(guān)系。重點研究了基于粒子濾波的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)預測算法,通過實時預測節(jié)點數(shù)來間接獲得最優(yōu)爭用窗口。NS2實驗表明,該算法根據(jù)網(wǎng)絡負載自適應地調(diào)整爭用窗口,保證網(wǎng)絡吞吐量接近最優(yōu)。
　　 接著,重點研究支持QoS區(qū)分的認知MAC算法。在二進制指

3、數(shù)退避算法中引入傳輸概率區(qū)分,并利用Markov過程建立網(wǎng)絡分析模型,為該算法的QoS區(qū)分機制提供理論依據(jù)。在此基礎上,提出一種多智能體傳輸概率Q學習的按需接入MAC算法。一方面,該算法能夠?qū)R的QoS需求進行學習,優(yōu)先滿足高優(yōu)先級業(yè)務的QoS；另一方面,該算法能夠與實時變化的網(wǎng)絡環(huán)境相適應。
　　 最后,提出基于資源預留的多信道認知MAC協(xié)議。研究了具有多優(yōu)先級的信道選擇算法。該算法能夠為高優(yōu)先級預留較多的信道資源,實現(xiàn)CR