移动Ad Hoc网络MAC协议研究及改进

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移动Ad Hoc网络是一种由若干无线通信设备组合形成的一种分布式分组无线网络。它没有固定设施,具有组网快捷、灵活的特点,可广泛应用于军事行动、紧急搜索、灾难救助、法律执行以及办公会议等多种场合,具有广阔的应用前景。在移动Ad Hoc网络中,可能会有多个无线设备同时接入信道,导致分组之间发生冲突,使接收机无法分辨出接收到的数据,导致信道资源浪费,吞吐量显著下降。为了解决这些问题,就需要媒体接入控制(MAC)协议来更有效、有序和公平地使用共享媒体。本文首先对移动Ad Hoc网络的发展、MAC协议国内外研究动态进行了简单介绍,然后从无线介质对MAC协议的影响及隐藏和暴露终端问题出发,对典型的MAC协议进行了研究,着重分析了影响公平性的退避算法,对用于无线局域网的乘性增加、线性减少(MILD)、指数增加、指数减小(EIED)的退避算法进行了改进。在此基础上,对IEEE 802.11标准采用的二进制指数退避(BEB)算法进行了改进,把成功发送数据帧之后分两种情况进行处理。当成功发送的次数小于某个门限值时,竞争窗口以指数形式快速减小,达到提高吞吐量的目的;当成功发送次数大于门限值时,竞争窗口以线性方式增加来提高移动Ad Hoc网络信道接入的公平性。运用NS2仿真工具对改进算法后的网络的吞吐量、信道接入的公平性进行分析,结果表明,与BEB算法相比,改进后的MILD退避算法能提高信道接入的公平性,改进后的EIED退避算法能提高网络吞吐量,而改进后的BEB退避算法性能更好,在提高信道接入的公平性的同时,吞吐量也有一定的提高。
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