無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)(WMN)是一種新型的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是一種大容量、高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的是，WMN具有可靠性、自組織性和自愈性等特點(diǎn)。這種無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)不僅可以大幅度擴(kuò)展無(wú)線系統(tǒng)的覆蓋范圍，同時(shí)還可以提高無(wú)線系統(tǒng)的帶寬容量和通信可靠性，是一種非常發(fā)展前途的寬帶無(wú)線接入技術(shù)。目前，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的研究在全世界十分活躍，如何提高網(wǎng)絡(luò)的性能是關(guān)注的重點(diǎn)。WMN網(wǎng)絡(luò)的性能（吞吐量、時(shí)延等）主要取決于MAC子層的接入?yún)f(xié)議，而且系

2、統(tǒng)的容量、設(shè)備的復(fù)雜度和成本也受MAC協(xié)議的影響。所以選擇適當(dāng)?shù)腗AC子層規(guī)范，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)特征有效地配置信道資源，提高無(wú)線資源的使用效率，提高系統(tǒng)的容量和傳輸質(zhì)量，是無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)研究的重要課題。
　　 本文主要研究無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議。首先介紹了無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的基本情況，包括概念、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的研究等。接下來(lái)分析了目前使用的單信道MAC協(xié)議IEEE 802.11 DCF面

3、臨的問(wèn)題，以及對(duì)WMN性能產(chǎn)生的影響。在此基礎(chǔ)上，利用跨層協(xié)作的思想對(duì)現(xiàn)有協(xié)議做出了改進(jìn)。該改進(jìn)方案中，發(fā)送站點(diǎn)利用無(wú)線信道的廣播特性以及802.11的多速率傳輸機(jī)制，通過(guò)物理層跨層功率值信息，對(duì)信道傳輸狀況進(jìn)行估算，并將信道狀態(tài)信息保存于協(xié)作表中。源站點(diǎn)自主選擇與之信道狀況最好的中繼站點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作傳輸。新方案不改變802.11幀結(jié)構(gòu)，保持了與802.11 DCF兼容性，具有很好的實(shí)用性。運(yùn)用NS-2仿真工具對(duì)改進(jìn)方案進(jìn)行分析，結(jié)果表明改

4、進(jìn)的MAC協(xié)議能夠有效地改善無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)平均吞吐量、時(shí)延等指標(biāo)。
　　 現(xiàn)有的WMN基本上都是采用單信道MAC協(xié)議，這種技術(shù)限制了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率與網(wǎng)絡(luò)容量。為了滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬日益增大的需求，提出了多信道MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)思想。本文介紹目前多信道MAC協(xié)議研究現(xiàn)狀，結(jié)合無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，將忙音多址的思想引入多信道MAC協(xié)議的設(shè)計(jì)，提出了一種多信道忙音多址MAC方案。通過(guò)引進(jìn)帶有MIMO-OFDM技術(shù)的多射