基于排隊論的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能分析.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一系列具有主機和路由器功能的節(jié)點組成的多跳、沒有固定基站和控制中心的、可以快速臨時自動組網(wǎng)的自治網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它采用分布式管理方法，具有組網(wǎng)迅速、靈活、不受有線網(wǎng)絡(luò)約束等特點，被廣泛應(yīng)用于軍事行動、緊急搜索、地震、水災(zāi)或偏遠地區(qū)的災(zāi)難救援行動等多種場合，而且它也可以作為無線接入網(wǎng)，與現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)進行融合。因此它具有非常廣闊的應(yīng)用前景，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已被認(rèn)為是未來移動通信技術(shù)的核心組成部分之一。本文從Ad

2、 Hoc網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域中的接入?yún)f(xié)議出發(fā)，分別研究了單跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的馬爾科夫鏈模型、建模時應(yīng)該考慮的因素以及單主機多電臺網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的性能等問題。 本文首先對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的概念、特點及研究的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)問題進行了闡述。由于無線Ad Hoc網(wǎng)中的MAC協(xié)議主要是IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中的DCF，因此我們對IEEE 802.11協(xié)議及其一系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行了簡單的介紹。在此基礎(chǔ)上，緊接著對IEEE 802.11 DC

3、F協(xié)議進行了建模分析，該模型充分考慮了AdHoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的特點，給出了節(jié)點的馬爾可夫鏈狀態(tài)圖，然后對單跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的吞吐量和端到端的時延模型進行了推導(dǎo)。為了證明所建模型的有效性，我們對單跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)進行了仿真試驗，結(jié)果表明理論值和實驗值十分相近，這說明了建立的模型是可信的。 其次，以O(shè)PNET Modeler軟件為例，我們對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的仿真進行了比較詳細的介紹。對比了節(jié)點運動速度和方式、節(jié)點密度和環(huán)境不同的

4、情況下，網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)吞吐量和時延的變化規(guī)律，說明了建模過程中應(yīng)該予以考慮的重要因素。 最后，我們對目前單主機單電臺的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行了擴展，對節(jié)點是單主機多電臺的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)進行了建模和分析。在經(jīng)典的排隊系統(tǒng)模型基礎(chǔ)之上引入多優(yōu)先級、多服務(wù)臺因素和AQM隊列管理機制，得到了一個新的系統(tǒng)模型，并推導(dǎo)出了系統(tǒng)的總體性能指標(biāo)平均隊長、吞吐量、丟包率和平均等待時間，隨后的數(shù)值分析進一步說明了服務(wù)臺個數(shù)和各性能參數(shù)之間的關(guān)系。