無線自組網(wǎng)MAC協(xié)議及路由算法研究.pdf

1、無線自組網(wǎng)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的，無需基礎(chǔ)設(shè)施支持的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，具有分布式、自組織、自配置、自管理等特征。能夠在不能或不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供一種通信支撐平臺(tái)，從而拓寬了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)合。可廣泛應(yīng)用于國防戰(zhàn)備、搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件等無法得到有線網(wǎng)絡(luò)支持或只是臨時(shí)需要通信的環(huán)境，是下一代網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。本文主要研究了以下幾方面內(nèi)容：可自適應(yīng)切換工作方式的自組網(wǎng)MAC協(xié)議；自組網(wǎng)MA

2、C協(xié)議退避算法的改進(jìn)；基于路徑穩(wěn)定性的按需單徑路由；基于路徑生存時(shí)間和業(yè)務(wù)流分配的多徑路由；基于地理位置信息的路由。 基于分組單次成功發(fā)送/碰撞持續(xù)的時(shí)間和當(dāng)前信道沖突概率，給出了以最小化分組傳輸時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)RTS門限計(jì)算公式。通過估計(jì)當(dāng)前信道數(shù)據(jù)分組發(fā)送的沖突概率實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)RTS門限的計(jì)算。基于最優(yōu)RTS門限的計(jì)算方法設(shè)計(jì)出了一個(gè)分布式自適應(yīng)RTS門限調(diào)整算法。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文的理論分析和RTS門限調(diào)整算法的正確性。

3、從成功傳送單個(gè)比特所需的平均時(shí)間代價(jià)來看，無論是在802.11b還是802.11g局域網(wǎng)仿真場(chǎng)景中，自適應(yīng)門限調(diào)整方式都明顯優(yōu)于單純的RTS方式或基本方式，因此本文所介紹的自適應(yīng)RTS門限調(diào)整算法能夠有效優(yōu)化現(xiàn)有無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11b/g的傳輸性能。 提出了一種新的MAC協(xié)議退避算法DDCF。提出了算法的理論依據(jù)，建立了算法的理論模型，對(duì)算法進(jìn)行了仿真，比較了DDCF與DCF、BDCF和GDCF算法的性能，通過對(duì)DDCF算

4、法的理論分析和仿真試驗(yàn)表明，由于DDCF算法使競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)獲得的競(jìng)爭(zhēng)窗口的穩(wěn)態(tài)值接近理想穩(wěn)態(tài)值，從而提高了系統(tǒng)的性能。 在考慮單鏈路t-時(shí)間維持概率的基礎(chǔ)上，提出了一種基于路徑t-時(shí)間維持概率的路由協(xié)議THP-AOR-P，THP-AOR-P協(xié)議選擇具有最大t-時(shí)間維持概率的路徑，減小了鏈路斷裂的概率。仿真結(jié)果表明THP-AORP路由協(xié)議的性能優(yōu)于傳統(tǒng)AODV路由協(xié)議和DSR路由協(xié)議。 提出了一個(gè)基于路徑生存時(shí)間和流量分配的多

5、徑路由算法LFD-MR。與傳統(tǒng)的多徑路由算法MSR相比，所提出的LFD-MR多徑路由算法由于使用了生存時(shí)間更長(zhǎng)的路徑和多徑流量分配，從而可以減小分組的平均端到端時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和分組的成功接收率，減小路由開銷等。 提出了一種基于子域滑動(dòng)的分級(jí)位置管理策略SM-DHLM，SM-DHLM位置管理策略通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式分級(jí)和子域滑動(dòng)的方法減少了節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到子域之外的概率，并且將位置更新消息盡量限制在較小的低級(jí)子域之內(nèi)，減小了位