Ad-Hoc网络多信道MAC层协议的信道分配问题的研究

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随着移动分布式自组网Ad-Hoc网络技术的迅速发展,对于作为Ad-Hoc网络的一个重要组成部分的基于Ad-Hoc网络的媒质接入控制(Media Access Control,MAC)协议的研究变得可行与必要。多信道MAC协议中将信道带宽划分为逻辑上独立的多个子信道来增加网络能力,使用多信道可以令多个节点在不同的信道上同时进行并行地传送数据。这种并行的机制增加了网络吞吐量,同时减少了网络时延。因此多信道MAC协议相比单信道MAC协议在网络性能上具有明显优势,所以本文的研究是在多信道的MAC协议基础上展开的。不同的多信道MAC协议之间的区别在于如何为多个节点分配信道和如何解决在一条信道上潜在的冲突问题,即信道分配问题与接入控制问题,本文的研究重点就在于如何处理好上述两个问题,从而获得更优的网络性能。在多跳的分布式无线Ad-hoc网络中,无线信道资源是有限而宝贵的,为了更加有效的利用无线信道资源并获得更好的网络性能,本文提出了一种新型的多信道的媒质接入控制协议,即接收者视角优先动态信道分配协议(Receiver-viewed Multi-channel Dynamic Allocation,RMDA)。对现有的多信道MAC协议存在的问题进行分析,并提出新的设计思想。在RMDA协议中,每个节点实时的将当前状态信息发送给邻居节点,并以接受者的视角结合邻居状态列表来选择通信的数据信道,减少冲突发生的概率,从而更有效的使用多信道增加了网络吞吐量。另外,该协议明显地改善了数据包时延等网络性能,特别是当网络负载很大的情况下。本文在OPNET仿真软件平台上将新提出的RMDA协议与现有的多信道MAC协议如DCA协议和MMAC协议的在各种网络条件下进行对比实验。仿真结果展示出本文提出的RMDA协议是一个获得较高网络能力的多信道MAC协议,为多信道MAC协议的研究和发展提供一个新的思考视角。
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