Ad Hoc网络无线接入层研究

论文摘要

Ad Hoc网络是一种自组织的无线通信网络,它不像传统的无线网络一样需要一个无线接入控制结点,也不依赖与固定的无线基础设施。在Ad Hoc网络内每个结点均充当中继结点,进行数据的多跳传送,既结点不仅仅作为一个通信的终端同时还将用于网络的路由中继。因此Ad Hoc网络具有很多其他网络所不具备的显著特征,而MAC协议,也即媒介接入协议是Ad Hoc网络处理这些与众不同的特征的关键部分,因此研究一种适用于Ad Hoc网络的MAC协议至关重要。本文通过对Ad Hoc网络特征的分析,并基于当今广泛使用的Ad Hoc网络MAC层协议一一802.11DCF,提出了一种多信道动态分配MAC协议,该协议通过将原无线信道重新划分为多个并行子信道,其中一条用作专用控制信道,实现控制与传输信道的分离,以避免网络内隐藏结点和暴露结点的影响。同时采用信道预约的方式,将结点从无序发包转变为有序发包,减少结点间的发包冲突。通过数学模型分析可以得出该协议可以显著改善网络的吞吐率。同时在多信道动态分配MAC协议的基础上还提出了一种多时隙循环冲突避免接入协议,通过在信道内划分多个时隙的方式,使得结点进行有序接入,并控制各个时隙的发包概率,己达到让其中一部分时隙无冲突发包,最后通过时隙的循环使用以解决结点间接入公平性的问题。采用多时隙的方式可以显著增强无线信道的接入效率进而增大网络吞吐率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 Ad Hoc网络简介
• 1.1.1 Ad Hoc网络的起源
• 1.1.2 Ad Hoc网络的特点
• 1.1.3 Ad Hoc网络当今所面对的主要问题
• 1.2 本文研究的意义和目的
• 1.3 本文的研究工作和内容安排
• 第2章 Ad Hoc网络的MAC协议研究
• 2.1 媒体接入控制层（MAC）的定义
• 2.2 Ad Hoc网络MAC所面临的主要问题
• 2.2.1 隐藏终端与暴露终端的问题
• 2.2.2 结点的移动性
• 2.2.3 功率控制的问题
• 2.2.4 信道共享机制
• 2.2.5 公平性
• 2.2.6 安全性
• 2.3 Ad Hoc网络MAC协议设计要求
• 2.4 Ad Hoc网络MAC协议主要性能指标
• 第3章 IEEE802.11DCF介绍
• 3.1 IEEE802.11协议概述
• 3.2 IEEE802.11协议原理
• 3.2.1 两种不同的工作方式
• 3.2.2 802.11 的帧间间隙
• 3.2.3 载波侦听机制机制
• 3.2.4 随机退避机制
• 3.2.5 RTS/CTS握手机制
• 第4章 一种多信道预约分配MAC协议
• 4.1 研究背景
• 4.2 研究现状
• 4.3 多信道预约分配MAC协议（Muti-channel Reservation Allocation MAC）
• 4.3.1 信道预约过程
• 4.3.2 协议模型假设
• 4.3.3 协议吞吐量分析
• 4.3.4 结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 多时隙动态冲突避免接入协议
• 5.1 接入协议介绍
• 5.2 研究现状
• 5.3 多时隙动态冲突避免接入协议
• 5.3.1 两个时隙冲突避免接入协议
• 5.3.2 n个时隙动态冲突避免接入协议
• 5.3.3 协议模型假设
• 5.3.4 吞吐量分析
• 5.3.5 性能分析
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文