基于干擾圖的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究與實現(xiàn).pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種由若干無線通信設(shè)備臨時自由組合形成的無線分組網(wǎng)絡(luò)。它無須固定通信設(shè)施的支持，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可自由移動。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點既是通信終端，又是路由器。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)能隨著節(jié)點的加入、離開、移動進(jìn)行自組織、自管理。盡管人們提出Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的最初目的是為了滿足軍事通信的需要。但隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)也可廣泛應(yīng)用于諸如緊急搜救、臨時會議會場、無線家庭網(wǎng)絡(luò)等民用通信領(lǐng)域。目前，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已

2、經(jīng)成為一個新的研究熱點。 雖然，人們對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)多的研究。但由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)無中心、動態(tài)拓?fù)?、多跳路由以及?jié)點不穩(wěn)定性等特點，其中諸如路由協(xié)議設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全和QoS等很多關(guān)鍵問題一直沒有得到解決。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC層的隱藏終端和暴露終端現(xiàn)象就是兩個嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能的問題。隱藏終端會造成網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)母蓴_，而暴露終端則會降低網(wǎng)絡(luò)的空間復(fù)用度。目前被Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)所廣泛采用的IEEE 802.

3、11 MAC協(xié)議則因為其采用了簡單的干擾模型，而沒有完全解決隱藏終端和暴露終端問題，使得它在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的性能并不盡如人意。 為了解決這兩個問題，人們做了很多研究工作，也提出了多個新的MAC協(xié)議和方案。但由于早期人們對干擾距離認(rèn)識的偏差以及存在如大干擾距離問題等關(guān)鍵難點的限制，這些研究成果都沒有完全解決隱藏終端和暴露終端問題。 本文針對這一現(xiàn)象，在前人的工作基礎(chǔ)上，提出了基于干擾圖的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議—

4、 IG-MAC。IG-MAC協(xié)議利用干擾圖建模通信節(jié)點干擾信息，并用編碼了通信節(jié)點對信息的Busy Tone信號來屏蔽那些在網(wǎng)絡(luò)中能夠?qū)ΜF(xiàn)有通信造成干擾的節(jié)點。IG-MAC協(xié)議消除了大干擾距離問題的影響，能夠屏蔽距離通信節(jié)點超過節(jié)點傳輸范圍的干擾源，完全解決了隱藏終端問題。另一方面，把通信節(jié)點對信息編碼入Busy Tone信號，使得IG-MAC協(xié)議不會錯誤屏蔽非干擾節(jié)點，解決了暴露終端問題。在本文的研究工作中，通過網(wǎng)絡(luò)仿真實驗，實現(xiàn)了I