首页> 正文

Ad Hoc网络拥塞检测与控制的研究

2020-12-11阅读(436)

Ad Hoc网络拥塞检测与控制的研究

论文摘要

随着无线通信技术的发展和便携设备的不断普及,人们对于低成本、易用的无线网络需求日益增长。而Ad Hoc网络以其优越的自组织特性被认为是最理想的未来移动网络候选构架之一。Ad Hoc网络是一种由若干无线数据传输设备临时组成的、不需要固定通信设施支持的无中心网络。网络节点既是通信终端,又可作为路由器,为其它节点转发数据。Ad Hoc网络节点可以自行组织成网,实现分布式管理。Ad Hoc网络在野外作战、抢险救灾、临时会议、无线家庭网络等军用和民用通信领域都得到广泛的应用。Ad Hoc网络的研究热点主要包括:路由协议、MAC协议、拥塞控制、跨层设计、安全性、QoS保证技术、功率控制与管理、传输层协议等。拥塞问题是制约Ad Hoc网络性能的一个重要因素。Ad Hoc网络节点既有收发任务,还要为其他节点转发数据。有些节点会成为多个数据流的交汇点,因此有很多数据包需要此点排队处理。但如果这种情况持续发生,当缓存耗尽节点就会丢弃数据包,在这些节点上极可能产生拥塞的情况。拥塞会导致整个网络性能的恶化,造成网络的吞吐量降低、丢包率增大、时延增大和开销增加等等。本文针对Ad Hoc网络的拥塞问题,在充分分析和论证各种用于解决拥塞问题的方法基础上,对以下几个方面进行了深入研究:第一,Ad Hoc网络节点的拥塞检测方法。针对Ad Hoc网络拥塞的特点,本文提出了一种基于拥塞趋势度的Ad Hoc网络拥塞检测方法。拥塞趋势度将缓存队列长度和MAC层输入、输出速率相结合,表示了节点缓存到达满载的速率。该方法不仅可以测量节点拥塞程度,还可以反映节点拥塞的变化趋势。为进一步采取适当的拥塞缓解措施,解决网络拥塞问题提供了准确可靠的信息。第二,Ad Hoc网络拥塞缓解路由协议。针对传统Ad Hoc网络路由协议通常以跳数最少作为路由查找的标准,往往忽略了网络拥塞对Ad Hoc网络性能的影响,本文提出了一种基于节点传输势能的Ad Hoc网络拥塞缓解路由协议AH-RBP（Ad Hoc Routing Based on Potential）。AH-RBP协议是一种多路径的Ad Hoc网络协议,通过对节点拥塞情况的检测,给网络中节点赋予适当的传输势能,根据节点的传输势能使数据包沿着拥塞程度较低且路径较短的路由来传输,这样可以使路由绕过拥塞节点,缓解拥塞对网络性能的影响,提高Ad Hoc网络吞吐量、降低丢包率。第三,Ad Hoc网络速率自适应MAC协议。速率自适应MAC协议可以提高信道利用率。但当拥塞发生时,在信道质量较好的链路上以较高速率发送大量数据,会使拥塞进一步恶化。因此,本文提出一种基于拥塞检测的Ad Hoc网络速率自适应MAC协议ARCD（Auto Rate based on Congestion Detection）。ARCD协议根据信道质量选择适当的传输速率,并根据节点的拥塞情况和信道质量来选择一次接入信道后连续发包的数量。ARCD协议可以在信道质量好,节点拥塞程度较低的时候以较高速率连续传输较多的数据包;在信道质量不好,节点拥塞程度较高时,以较低速率发送较少的数据包。ARCD协议可以提高信道资源的利用率,降低由于信道竞争所带来的控制开销,缓解节点拥塞程度,从而提高网络性能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 Ad Hoc 网络的发展
  • 1.3 Ad Hoc 网络的特点
  • 1.4 Ad Hoc 网络的应用领域
  • 1.5 Ad Hoc 网络研究重点及现状
  • 1.5.1 Ad Hoc 网络的路由协议
  • 1.5.2 Ad Hoc 网络MAC 协议
  • 1.5.3 Ad Hoc 网络的跨层设计
  • 1.5.4 Ad Hoc 网络拥塞控制
  • 1.6 本文研究内容
  • 第2章 网络拥塞及拥塞控制方法
  • 2.1 引言
  • 2.2 拥塞的概念及其对网络的影响
  • 2.2.1 拥塞对传统网络的影响
  • 2.2.2 拥塞对Ad Hoc 网络的影响
  • 2.3 网络拥塞产生的原因
  • 2.3.1 传统网络拥塞产生的原因
  • 2.3.2 Ad Hoc 网络中拥塞产生的原因
  • 2.4 传统网络拥塞控制方法
  • 2.4.1 拥塞控制源算法
  • 2.4.2 拥塞控制链路算法
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 Ad Hoc 网络拥塞检测方法的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 Ad Hoc 网络拥塞检测方法的分类及存在的问题
  • 3.2.1 基于缓存队列长度的拥塞检测方法
  • 3.2.2 基于信道利用率的拥塞检测方法
  • 3.2.3 基于传输速率的拥塞检测方法
  • 3.2.4 基于传输延迟的拥塞检测方法
  • 3.2.5 基于带宽估计的拥塞检测方法
  • 3.3 拥塞趋势度方法
  • 3.3.1 拥塞趋势度的定义
  • 3.3.2 MAC 层数据包输入与输出速率的计算
  • 3.3.3 参数的选取
  • 3.4 拥塞趋势度方法的性能分析与仿真
  • 3.4.1 性能分析
  • 3.4.2 性能仿真
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 Ad Hoc 网络拥塞缓解路由协议
  • 4.1 引言
  • 4.2 相关工作
  • 4.2.1 传统Ad Hoc 网络路由协议
  • 4.2.2 Ad Hoc 网络拥塞缓解路由协议
  • 4.3 Ad Hoc 网络与图论模型
  • 4.4 基于节点传输势能的Ad Hoc 网络拥塞缓解路由协议
  • 4.4.1 节点的传输势能
  • 4.4.2 AH-RBP 协议的路由机制
  • 4.5 AH-RBP 协议的性能分析与仿真
  • 4.5.1 性能分析
  • 4.5.2 性能仿真
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 基于拥塞检测的速率自适应MAC 协议
  • 5.1 引言
  • 5.2 速率自适应原理
  • 5.3 Ad Hoc 网络速率自适应MAC 协议的分类及存在的问题
  • 5.3.1 发送节点进行速率自适应的协议
  • 5.3.2 接收节点进行速率自适应的协议
  • 5.3.3 发送、接收节点均进行速率自适应协议
  • 5.4 基于拥塞检测的Ad Hoc 网络速率自适应MAC 协议
  • 5.4.1 相干时间与数据包传输时间的关系
  • 5.4.2 ARCD 协议的拥塞检测
  • 5.4.3 ARCD 协议对IEEE802.11MAC 协议帧结构的修改
  • 5.4.4 ARCD 协议规程
  • 5.5 ARCD 协议的性能分析与仿真
  • 5.5.1 性能分析
  • 5.5.2 性能仿真
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 个人简历

    • 相关论文文献

    • [1].一类具有时滞负反馈项的离散型网络拥塞模型的稳定性分析[J]. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2020(01)
    • [2].浅析CDMA网络拥塞的原因及解决方法[J]. 移动通信 2011(22)
    • [3].浅析计算机网络拥塞的高效控制方法[J]. 计算机光盘软件与应用 2013(01)
    • [4].基于冲突规避的工控通信网络拥塞控制仿真[J]. 计算机仿真 2020(11)
    • [5].智能变电站自动化系统通信网络拥塞控制策略研究[J]. 科技经济导刊 2019(25)
    • [6].计算机网络拥塞的高效控制方法探究[J]. 电子测试 2014(24)
    • [7].浅谈缓解TD网络拥塞的新方法[J]. 通讯世界 2015(15)
    • [8].多阶段输电网络拥塞规避路由算法研究[J]. 电网与清洁能源 2016(09)
    • [9].一类具有时滞的离散型网络拥塞模型的稳定性分析[J]. 哈尔滨师范大学自然科学学报 2019(01)
    • [10].多用户网络拥塞中错误数据实时清理方法仿真[J]. 计算机仿真 2019(06)
    • [11].计算机网络拥塞控制算法研究[J]. 科技风 2016(11)
    • [12].TCP/IP拥塞控制分析及案例研究[J]. 中国新通信 2016(22)
    • [13].基于压缩感知的空间信息网络拥塞监测[J]. 上海师范大学学报(自然科学版) 2017(01)
    • [14].控流量 防拥塞[J]. 信息化建设 2017(09)
    • [15].Ad Hoc网络拥塞检测和控制分析[J]. 重庆工商大学学报(自然科学版) 2016(01)
    • [16].互联网网络拥塞的控制论算法探讨[J]. 企业技术开发 2012(Z1)
    • [17].LTE网络拥塞实时提醒服务实现方案研究[J]. 移动通信 2018(04)
    • [18].基于滑模观测器的网络拥塞控制仿真研究[J]. 计算机仿真 2017(09)
    • [19].基于跨层设计的认知无线Mesh网络拥塞反馈研究[J]. 计算机工程与科学 2015(05)
    • [20].对网络流量管理与拥塞管理的研究[J]. 电脑开发与应用 2009(05)
    • [21].基于改进遗传算法的网络路由优化研究[J]. 计算机应用与软件 2013(04)
    • [22].基于主动管理的高速网络拥塞系统稳定性分析[J]. 山东农业大学学报(自然科学版) 2020(03)
    • [23].随机早期检测算法的研究与改进[J]. 计算机工程与应用 2011(16)
    • [24].业务属性相关的OpenFlow网络拥塞管理机制[J]. 小型微型计算机系统 2015(04)
    • [25].基于NS2的无线网络拥塞控制仿真研究[J]. 福建电脑 2013(07)
    • [26].无线网络中TCP拥塞性能的改进研究[J]. 清远职业技术学院学报 2012(06)
    • [27].基于DFSE的Ad Hoc网络拥塞控制算法研究[J]. 沈阳理工大学学报 2008(05)
    • [28].一种面向网络拥塞的AQM算法研究[J]. 现代电子技术 2019(14)
    • [29].基于效用模型的网络拥塞定价策略[J]. 湖南大学学报(社会科学版) 2011(05)
    • [30].基于SIP消息的异构网络拥塞识别机制[J]. 计算机工程与应用 2015(02)

    标签：;  ;  ;  ;  

    Ad Hoc网络拥塞检测与控制的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5