论文摘要
IEEE 802.11是一类基于物理载波侦听(CSMA)机制的协议。在无基站(AP)的多跳无线网络中,物理载波侦听机制存在着固有的隐蔽终端和暴露终端问题,两类问题都会影响网络空间重用的程度,进而影响网络的总吞吐率。近年来,随着基于802.11协议的无线网络的广泛的应用,提高多跳无线网络的总吞吐率,成为亟待解决的问题,受到广泛的关注。现有的算法是以提高空间重用为目的,调整载波侦听阈值和速率或调整发送功率和速率。由于这些算法都是站在单一链路的角度进行优化,使得空间在不同链路间的分配很不平衡,吞吐率的提高受到限制。另外,这些算法的调整策略都不同程度地依赖于MAC层控制包捎带(piggyback)的额外信息,使算法实现复杂,调整策略的有效性也因此受到影响。本文提出了一个基于丢包率的功率、载波侦听阈值和速率联合调整的算法。算法以提高网络的总吞吐率为目标,从网络分簇的角度来优化空间重用,即网络中节点按照空间位置的接近程度,可以划分成多个组,组内的链路往往不适于并发传输,应该分享通道;而组间的链路适合并发传输;对于不适于分到某个组的隐蔽终端,则可以通过改变传输功率将其合并到某个组中。算法采用分布式调节的方式,各个发送节点根据接收节点周围的干扰情况以及网络的拓扑结构,选择合适的功率、载波侦听阈值和速率进行传输。和现有其他算法不同,本文算法允许各个节点独自对三个参数进行不同的选择。另外,算法的调整策略是基于丢包率的,节点根据MAC层丢包率来判断各自所处的状态,不需要额外增加控制命令,不需要借助现有的802.11ACK控制包捎带信息,也不需要知道发送节点到接收节点之间的距离,算法在现有802.11协议上很容易实现。仿真实验证明,本文提出的联合调整算法较有效地解决了网络中的隐蔽终端问题,比现有算法在提高网络的总吞吐率和空间重用方面都有显著改善。