Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)跨層速率自適應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊形式的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),它不需要依賴于任何固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)以其靈活、健壯、投資少等特性,廣泛適用于作戰(zhàn)指揮、搶險救災(zāi)以及應(yīng)付突發(fā)事件和執(zhí)行應(yīng)急任務(wù)的場合,但是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)面臨的不利條件,如無線信道質(zhì)量時變性、帶寬受限,功率受限等,使得傳統(tǒng)的協(xié)議棧的性能急劇下降。 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層彼此透明,以保持各層協(xié)議設(shè)計的獨立性,然而,無線通信環(huán)境的不確定因素,導(dǎo)致無線信道容量和誤比特率等的時變特

2、性,傳統(tǒng)分層設(shè)計方法無法保證網(wǎng)絡(luò)的最佳資源利用和用戶業(yè)務(wù)的QoS需求。因此,網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計通過協(xié)議棧各層之間的信息交互,信息共享來達(dá)到一種全局的優(yōu)化,而不是傳統(tǒng)協(xié)議棧的層內(nèi)優(yōu)化,充分利用了各層資源,提高了整個系統(tǒng)性能。 本文通過這一思想對自組織網(wǎng)絡(luò)的MAC層/物理層速率機(jī)制進(jìn)行了分析研究。 首先,介紹了幾種網(wǎng)絡(luò)跨層協(xié)議棧和一些跨層設(shè)計的方法,并對網(wǎng)絡(luò)各層進(jìn)行跨層設(shè)計的基本問題進(jìn)行了詳細(xì)分析,為進(jìn)一步的跨層設(shè)計打下了理論基礎(chǔ)

3、。其次,分析了802.11幾種固定速率的性能差別,并針對物理層信道狀況的即時變化,提出了速率自適應(yīng)機(jī)制,其本質(zhì)是找一個適合的MAC速率來最佳適應(yīng)于物理層的信道質(zhì)量變化,接下來,研究了一些多速率機(jī)制的原理。這些多速率的差別在于對信道質(zhì)量評估的不同,而一些常見的信道估計信息包括接收功率,誤碼率,ACK統(tǒng)計等。這些估計信息不同程度上有一定的缺陷。 針對這一問題,本文研究Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中無線信道的時變特性與數(shù)據(jù)速率的自適應(yīng)性。借助現(xiàn)有

4、的幾種速率自適應(yīng)算法,分析其不足的地方并根據(jù)研究的結(jié)果提出了自適應(yīng)算法的改進(jìn),采用新的信道估計參數(shù)SNR來與數(shù)據(jù)速率進(jìn)行自適應(yīng),并對SNR衡量信道質(zhì)量的合理性進(jìn)行了分析,通過借鑒RBAR思想,對RTS/CTS進(jìn)行信道估計,通過自適應(yīng)算法把得到的數(shù)據(jù)速率傳遞給鄰居節(jié)點,由于RTS/CTS的時間間隔跟數(shù)據(jù)報的傳輸間距較小,信道估計能反映當(dāng)前的信道質(zhì)量,故提高了信道預(yù)測的準(zhǔn)確性和及時性。 同時,論文通過仿真工具NS2對這一機(jī)制進(jìn)行了仿