基于競爭與干擾的無線自組織網(wǎng)絡MAC協(xié)議性能優(yōu)化.pdf

1、無線自組織網(wǎng)絡(Wireless Ad hoc Network)是由多個無線終端所組成的多跳無線網(wǎng)絡。由于它的臨時自組織以及無基礎設施的特性，使得傳統(tǒng)有中心網(wǎng)絡的MAC(Medium Access Control)協(xié)議無法滿足無線自組網(wǎng)的需求。因此，設計適合無線自組織網(wǎng)絡特點的MAC協(xié)議對于無線自組織網(wǎng)絡的性能優(yōu)化具有重要的意義。
　　 競爭是無線Ad hoc網(wǎng)絡當中獲取信道資源的重要方式，也是MAC協(xié)議的基礎。又由于無線Ad

2、hoc網(wǎng)絡采用多跳共享廣播信道方式，因此使得干擾問題也成為MAC協(xié)議優(yōu)化的重要挑戰(zhàn)。本文針對MAC協(xié)議在無線Ad hoc網(wǎng)絡中的工作特性，著重關注無線ad hoc網(wǎng)絡當中MAC層的競爭以及干擾問題，從網(wǎng)絡全局網(wǎng)絡容量優(yōu)化以及局部競爭與干擾優(yōu)化兩個方面著手進行無線自組織網(wǎng)絡MAC協(xié)議性能優(yōu)化。本文的主要研究如下:
　　 (1)首先，從全局網(wǎng)絡容量優(yōu)化的角度，本文提出了一個動態(tài)干擾退避策略。該策略通過收集網(wǎng)絡當中的干擾信息，在分析節(jié)

3、點之間的并發(fā)干擾對于傳輸節(jié)點對之間信道容量的影響的基礎上，調整網(wǎng)絡中各節(jié)點的傳輸功率，載波監(jiān)聽門限，從而動態(tài)的協(xié)調網(wǎng)絡的空間復用與網(wǎng)絡中存在的累積干擾水平。并進一步在傳輸節(jié)點對之間選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高無線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡容量。
　　 (2)其次，本文在分析局部競爭與干擾對于節(jié)點轉發(fā)能力影響的基礎上，提出一個基于競爭與干擾的信道預置協(xié)議。該信道預置策略在收集節(jié)點自身隊列，競爭以及干擾等信息的基礎上，預置信道使用權以發(fā)送等待隊列中

4、的數(shù)據(jù)幀，并將信道預置信息擴展覆蓋至干擾區(qū)域。使得預置的數(shù)據(jù)幀無需競爭接入信道，同時不會遭受隱藏終端的干擾。從而降低數(shù)據(jù)幀競爭接入時延，沖突，進而降低節(jié)點等待隊列溢出概率，以及節(jié)點處于空閑狀態(tài)的時間。提升多跳網(wǎng)絡中單跳節(jié)點的轉發(fā)能力。
　　 (3)最后，本文在分析節(jié)點局部空間位置對于傳輸節(jié)點對之間數(shù)據(jù)幀信號質量以及干擾承受能力的影響的基礎上，提出了一個基于區(qū)分競爭的數(shù)據(jù)幀優(yōu)先權分級策略。該策略根據(jù)各傳輸節(jié)點對之間的數(shù)據(jù)幀的不同信