基于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的跨層優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，隨著人們在不同環(huán)境下對移動業(yè)務(wù)需求的增加，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)以其無中心、分布式、自組織等特性，在社會生活中占據(jù)了越來越重要的地位。然而，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)所具有的特殊性，使得有線網(wǎng)絡(luò)上一些成熟的技術(shù)不能直接應(yīng)用于其上。如何使用有別于有線網(wǎng)絡(luò)的方法來適應(yīng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)成為研究熱點(diǎn)之一。
　　由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的多維性、缺少全局信息、不確定性和移動等特性，如何保證Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS性能，并設(shè)計(jì)合理有效的資源分配方案面臨著

2、巨大的挑戰(zhàn)，這些問題成為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的主要問題。傳統(tǒng)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用了分層的設(shè)計(jì)思想，在這種模型中，雖然網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度低，但層與層之間是分開的，信息不能共享，網(wǎng)絡(luò)的QoS得不到保障，資源利用率不高。而跨層的思想是利用各層之間的相關(guān)信息，將網(wǎng)絡(luò)作為整體進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)，比較適合用于提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能。為此，本文利用跨層優(yōu)化的思想對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探索和研究，具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）提出一種基于跨層設(shè)計(jì)的丟

3、包觸發(fā)機(jī)制來提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS性能
　　傳統(tǒng)的TCP協(xié)議是為固定主機(jī)和有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，將丟包原因完全歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)擁塞，如果把標(biāo)準(zhǔn) TCP協(xié)議直接應(yīng)用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)模型中，可能會錯(cuò)誤地啟動擁塞控制，從而導(dǎo)致Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的性能下降。本文聯(lián)合MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，提出一種跨層的方法來區(qū)分Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中不同的丟包原因，如鏈路擁塞、鏈路失效和信號干擾等，當(dāng)有丟包發(fā)生的時(shí)候觸發(fā)丟包控制機(jī)制，鏈路根據(jù)當(dāng)前的信道情況做出不

4、同的控制反應(yīng)。利用這種方法能夠提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、分組投遞率和時(shí)延等方面的QoS性能。
　?。?）聯(lián)合速率和功率控制進(jìn)行跨層設(shè)計(jì)，并提出利用分布式牛頓算法對其進(jìn)行求解
　　傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)通常使用網(wǎng)絡(luò)效用最大化模型來進(jìn)行資源分配，采用的是基于拉格朗日對偶分解架構(gòu)和次梯度分布式算法，這種算法收斂速度緩慢，對步長選擇敏感。本文利用網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的信息，在網(wǎng)絡(luò)效用最大化模型中，聯(lián)合速率和功率控制，提出用分布式牛