基于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議的設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及無線通信設(shè)備的普遍性，人們對無線網(wǎng)絡(luò)的需求越來越強烈。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組自由移動終端節(jié)點臨時組建，并且具有無中心性、拓撲動態(tài)性、抗毀性等特點的無線網(wǎng)絡(luò)，在軍事和民用方面的應(yīng)用越來越廣泛，對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究十分有意義。MAC層作為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)鏈路層的關(guān)鍵部分，決定節(jié)點訪問信道的方式以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，影響整個網(wǎng)絡(luò)的性能，因此對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層進行研究十分有價值。
　　作為一種典型的

2、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，傳統(tǒng)的IEEE802.11 MAC層協(xié)議雖然使用很普遍，但是它更適用有中心基站的無線網(wǎng)絡(luò)，在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用有局限性。本文主要研究了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC層協(xié)議，并且在IEEE802.11 MAC層協(xié)議的基礎(chǔ)之上提出了一種新的針對多跳特性的MAC層協(xié)議。該MAC層協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分為突發(fā)業(yè)務(wù)和連續(xù)業(yè)務(wù)，將數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)分為可靠傳輸服務(wù)和不可靠傳輸服務(wù)。在已經(jīng)獲得網(wǎng)絡(luò)層多跳路由信息的前提下，該協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點承載的不

3、同業(yè)務(wù)，以及對數(shù)據(jù)服務(wù)類型的不同要求，重新設(shè)計了控制幀和數(shù)據(jù)幀的幀格式，這些幀格式可以為多跳范圍內(nèi)源節(jié)點和目的節(jié)點之間的通信提供服務(wù)，并且在不同的業(yè)務(wù)類型和服務(wù)類型下，重新設(shè)計了源節(jié)點和目的節(jié)點之間的通信方式，包括信道的預(yù)約方式、數(shù)據(jù)交互的方式、應(yīng)答方式以及重傳的方式等。
　　為了對設(shè)計的協(xié)議進行分析，引入了經(jīng)典的二維馬爾科夫鏈模型以及該模型的部分結(jié)論，并在此基礎(chǔ)之上對網(wǎng)絡(luò)中特定的鏈路進行性能分析，推導(dǎo)出在不同業(yè)務(wù)類型和服務(wù)類型條

4、件下，鏈路端到端的吞吐量和單位比特的延時在不同鏈路的跳數(shù)、傳輸數(shù)據(jù)幀的長度、傳輸數(shù)據(jù)幀的速率等情況下的特性。然后利用MATLAB仿真工具，對上述協(xié)議的理論推導(dǎo)進行了仿真，得到吞吐量和時延隨著鏈路的跳數(shù)、傳輸數(shù)據(jù)幀的長度、傳輸數(shù)據(jù)幀的速率等參數(shù)的變化曲線。分析表明，本文所設(shè)計的MAC層協(xié)議能夠為多跳范圍內(nèi)的源節(jié)點和目的節(jié)點之間的通信提供服務(wù)，并且可以達到較高的鏈路端到端的吞吐量和較小的單位比特時延。此外，本文給出了在微軟推出的SORA平臺

5、上對該協(xié)議基礎(chǔ)部分的實現(xiàn)。
　　最后，本文對所設(shè)計的協(xié)議進行了總結(jié)，并且指出了需要改進和優(yōu)化的方面：針對暴露終端問題，文中沒有提出相應(yīng)的解決方案，通常情況該問題可以通過多信道傳輸?shù)姆绞絹斫鉀Q；在模型分析中，對于退避過程，雖然考慮到了各種退避階段，包括成功發(fā)送、失敗、重傳、丟棄等情況，但是當(dāng)信道繁忙時，退避規(guī)程掛起階段并沒有考慮在內(nèi)；在SORA平臺上需要驗證本文所設(shè)計的協(xié)議的可行性，但是由于時間原因未完成整個MAC層協(xié)議的實現(xiàn)，僅僅