移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)信道接入與功率控制技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)無(wú)需固定基礎(chǔ)設(shè)施的支持，具有組網(wǎng)方便快捷、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著各種智能化、小型化的無(wú)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(dòng)了移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。在此背景下，本論文對(duì)移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的信道接入和共享問(wèn)題、功率控制和能量保護(hù)問(wèn)題以及路由問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。 論文首先對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制

2、技術(shù)進(jìn)行研究，分析了信道的多跳共享性及隱藏終端問(wèn)題和暴露終端問(wèn)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(jìn)的握手協(xié)議和信道預(yù)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(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀岣吡诵诺览寐?。?jié)點(diǎn)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(yù)留方法。在數(shù)據(jù)傳輸中，隱藏終端能夠同時(shí)接收數(shù)據(jù)，暴露終端能夠同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。在高業(yè)務(wù)量網(wǎng)絡(luò)中分析了該協(xié)議的信道吞吐量屬性，通過(guò)與基于 RTS/CTS的協(xié)議的比

3、較，結(jié)果表明，該協(xié)議能有效提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的信道吞吐量。 其次，論文對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的功率控制問(wèn)題進(jìn)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(guò)兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之間的控制信息的交換來(lái)決定數(shù)據(jù)包的發(fā)送功率和限制其他鄰節(jié)點(diǎn)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(shí)允許鄰節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息。通過(guò)仿真與 IEEE 802.11的MAC協(xié)議進(jìn)行比較，結(jié)果表明，在移動(dòng)自

4、組織網(wǎng)絡(luò)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(dòng)節(jié)點(diǎn)的功率消耗，因此節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)總功率消耗。 然后，本論文對(duì)移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能量均衡問(wèn)題進(jìn)行深入研究，提出了一種利用節(jié)點(diǎn)剩余能量信息進(jìn)行路由選擇和路由維護(hù)的能量平衡路由協(xié)議。在路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中選擇節(jié)點(diǎn)能量充足的路由，在節(jié)點(diǎn)剩余能量低于某一閾值時(shí)，向上行節(jié)點(diǎn)發(fā)出警示信息，使其提前更換或?qū)ふ倚碌穆酚桑苊饬艘蚬?jié)點(diǎn)能量耗盡而引起的路由中斷，減少了路由修復(fù)。通過(guò)仿

5、真與DSR路由協(xié)議相比較，結(jié)果表明，在節(jié)點(diǎn)能量受限的移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)中，該能量平衡路由協(xié)議提高了節(jié)點(diǎn)的能量利用效率，延長(zhǎng)了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的丟包數(shù)，并提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐率屬性。 最后，論文對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的能量保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了一種能量有效的跨層協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)層的能量感知路由與MAC層的功率控制技術(shù)相結(jié)合，以提高節(jié)點(diǎn)的能量利用效率。在網(wǎng)絡(luò)層中根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量決定節(jié)點(diǎn)接入路由的延遲時(shí)間，從而使剩余能