移動自組織網(wǎng)絡信道接入與功率控制技術研究.pdf

1、移動Ad Hoc網(wǎng)絡無需固定基礎設施的支持，具有組網(wǎng)方便快捷、可靠性高、靈活性強等優(yōu)點，其應用越來越廣泛。隨著各種智能化、小型化的無線終端和智能家庭終端大量出現(xiàn)，它們之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換需求極大地推動了移動Ad Hoc網(wǎng)絡的發(fā)展，使Ad Hoc網(wǎng)絡成為當前研究的熱點之一。在此背景下，本論文對移動Ad Hoc網(wǎng)絡中的信道接入和共享問題、功率控制和能量保護問題以及路由問題進行了深入研究。 論文首先對Ad Hoc網(wǎng)絡的媒體接入控制

2、技術進行研究，分析了信道的多跳共享性及隱藏終端問題和暴露終端問題，提出了一種新的雙信道協(xié)議，采用雙信道傳輸以及改進的握手協(xié)議和信道預留方法避免了數(shù)據(jù)沖突，有效減輕了隱藏終端和暴露終端對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，提高了信道利用率。?jié)點根據(jù)收到的不同的控制包，在控制信道和數(shù)據(jù)信道中采取3種不同的預留方法。在數(shù)據(jù)傳輸中，隱藏終端能夠同時接收數(shù)據(jù)，暴露終端能夠同時發(fā)送數(shù)據(jù)。在高業(yè)務量網(wǎng)絡中分析了該協(xié)議的信道吞吐量屬性，通過與基于 RTS/CTS的協(xié)議的比

3、較，結果表明，該協(xié)議能有效提高Ad Hoc網(wǎng)絡的信道吞吐量。 其次，論文對Ad Hoc網(wǎng)絡中的功率控制問題進行深入分析，提出了一種功率控制 MAC協(xié)議，在控制包中包含發(fā)送功率和容許接收功率，通過兩個通信節(jié)點之間的控制信息的交換來決定數(shù)據(jù)包的發(fā)送功率和限制其他鄰節(jié)點的發(fā)送功率，有效降低隱藏終端和暴露終端之間的干擾，并且在數(shù)據(jù)接收的同時允許鄰節(jié)點同時發(fā)送信息。通過仿真與 IEEE 802.11的MAC協(xié)議進行比較，結果表明，在移動自

4、組織網(wǎng)絡中，該功率控制協(xié)議能夠提高系統(tǒng)的端到端吞吐量性能，而大大減少移動節(jié)點的功率消耗，因此節(jié)約了網(wǎng)絡總功率消耗。 然后，本論文對移動自組織網(wǎng)絡中的節(jié)點能量均衡問題進行深入研究，提出了一種利用節(jié)點剩余能量信息進行路由選擇和路由維護的能量平衡路由協(xié)議。在路由發(fā)現(xiàn)過程中選擇節(jié)點能量充足的路由，在節(jié)點剩余能量低于某一閾值時，向上行節(jié)點發(fā)出警示信息，使其提前更換或?qū)ふ倚碌穆酚?，避免了因?jié)點能量耗盡而引起的路由中斷，減少了路由修復。通過仿

5、真與DSR路由協(xié)議相比較，結果表明，在節(jié)點能量受限的移動自組織網(wǎng)絡中，該能量平衡路由協(xié)議提高了節(jié)點的能量利用效率，延長了Ad Hoc網(wǎng)絡的生存時間，減少了網(wǎng)絡傳輸中的丟包數(shù)，并提高了網(wǎng)絡的吞吐率屬性。 最后，論文對Ad Hoc網(wǎng)絡中的能量保護問題進行分析，提出了一種能量有效的跨層協(xié)議，將網(wǎng)絡層的能量感知路由與MAC層的功率控制技術相結合，以提高節(jié)點的能量利用效率。在網(wǎng)絡層中根據(jù)節(jié)點剩余能量決定節(jié)點接入路由的延遲時間，從而使剩余能