移动Ad Hoc网络关键技术研究

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移动Ad Hoc网络是一种非常具有发展潜力的网络,也是一个复杂的系统,所涉及的研究内容非常广泛,目前仍存在一些需要彻底研究的问题,而新的应用也对它的研究和发展不断提出新的挑战。本文主要针对移动Ad Hoc网络中的多址接入技术、路由技术以及泛洪广播策略等当前移动Ad Hoc网络中的热点问题进行了深入研究。 本文的主要内容和创新性结果如下: 1.研究了IEEE802.11DCF增强型多址接入协议的饱和吞吐量和接入时延。由于IEEE802.11DCF接入方式已经成为Ad Hoc网络的MAC层标准,所以研究其MAC层的饱和吞吐量和接入时延对研究Ad Hoc网络本身的性能具有非常实际的意义。本文提出了一种新型的分析模型。该模型对全连通Ad Hoc网络的饱和吞吐量、接入时延以及最佳缓存设计等进行了分析。通过采用一维的马尔可夫链以及近似的M/M/1/m模型,完成了对信道饱和通过率及接入时延的分析。分析结果与目前常用的分析模型近似。而且,通过对最佳缓存模型的设计,可以在保证系统的QoS要求的情况下,提供最合适的发送缓存区大小,有效的降低不必要的资源浪费。 2.将多业务种类的不同接入时延调整策略和传统的MACA多址接入协议相结合,提出了应用在Ad Hoc网络中的流量自适应的MACA接入协议—FA-MACA。该协议在原有MACA协议的基础上,考虑了网络中不同优先级业务对接入时延的要求,并且可以根据网络当前的业务负荷动态的选择控制参数,从而从整体上改善了网络的性能。FA-MACA协议不仅可以避免无线信道中存在的“隐藏终端”问题,而且根据网络的实时情况,调整接入时延,尽可能的减少碰撞,为高优先级业务提供了良好的QoS保证。 3.将网络节点的密度概念作为选择泛洪中继节点的标准,提出了一种相对密度的泛洪广播算法—RDAB。该算法以密集节点的一次转发可覆盖更多节点为原则,动态的选择转发节点,即根据网络中节点的实时相对密度,每个需要发送数据分组的节点独立执行RDAB算法,通过尽可能少的转发节点,到达覆盖全网的目的。RDAB算法可以有效的减少不必要的重传,提高信道的利用率,减少网络中发送数据的碰撞。 4.提出了一种时延敏感的自适应路由算法—DSARP。该算法是一种典型的按需路由算法,它利用路由回复分组给源节点反馈回正向路径上总的排队分组数,动态的选择最佳路径。因此DSARP是在保持最短路径的约束条件下,增加了“平西安电子科技大学博士学位论文:移动Ad Hoc网络关键技术研究均最短时延”的约束条件,从而不仅可以为实时业务(即时延敏感的业务)提供可靠的路由,同时还能根据网络节点当前的业务流量,动态的选择最佳路径,降低了网络的平均时延,是一种新型的有QoS保证的路由协议。
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