一種改進(jìn)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能MAC協(xié)議

【摘要】： 無(wú)線移動(dòng)自組網(wǎng)(Ad Hoc)是由一組帶有無(wú)線通信收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳、臨時(shí)、自組織,可以在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)快速構(gòu)建的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以自由移動(dòng),地位相等,由于其無(wú)需固定基礎(chǔ)設(shè)施支持、能快速、簡(jiǎn)單組網(wǎng),且具有自組織、自修復(fù)特性,因此正在成為下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。 眾所周知,移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備(移動(dòng)節(jié)點(diǎn))都是由電池供電,其能量消耗的快慢關(guān)系到節(jié)點(diǎn)維持通信時(shí)間的長(zhǎng)短,這是衡量移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能的重要參數(shù)。由于電池技術(shù)的發(fā)展近些年沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破,節(jié)約能量成為了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)中一個(gè)不可回避的熱點(diǎn)問(wèn)題。 目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能措施主要采用兩種方式:一種方式是采用功率控制,通過(guò)調(diào)整節(jié)點(diǎn)傳輸功率來(lái)降低能耗;另一種方式是通過(guò)動(dòng)態(tài)關(guān)閉無(wú)線網(wǎng)卡、讓節(jié)點(diǎn)選擇性地進(jìn)入休眠狀態(tài)來(lái)節(jié)省不必要的能量開銷。前者在某種程度可以有效地降低節(jié)點(diǎn)能耗,但是,它會(huì)造成節(jié)點(diǎn)之間各有不同的發(fā)送功率,產(chǎn)生所謂的非對(duì)稱鏈路問(wèn)題(ALP,:Asymmetric link Problem),一旦處理不當(dāng),很可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中碰撞加劇,造成信息大量重傳、消耗大量節(jié)點(diǎn)能量,從而抵消由于引入功率控制所帶來(lái)的能耗的節(jié)省。 論文采用了第二種節(jié)能方法,即讓移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇性休眠的方法來(lái)設(shè)計(jì)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的MAC層協(xié)議。作者深入的研究了已有的MAC層節(jié)能協(xié)議,如IEEE802.11協(xié)議和PAMAS協(xié)議。并在此基礎(chǔ)上,提出了自己的新的節(jié)能方案。新的協(xié)議加入了Data Sending分組和Probe探測(cè)分組,前者包含有接下來(lái)要發(fā)送的數(shù)據(jù)的時(shí)間,這就使得發(fā)送節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)接收到Data Sending分組后,能夠知道其關(guān)閉信道的時(shí)間長(zhǎng)度。后者主要用于節(jié)點(diǎn)探測(cè)當(dāng)前鄰居節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。有利于減少競(jìng)爭(zhēng)信道所產(chǎn)生的沖突。此外,新協(xié)議關(guān)閉節(jié)點(diǎn)在競(jìng)爭(zhēng)信道(即處在除數(shù)據(jù)分組發(fā)送和數(shù)據(jù)分組接收外的其他狀態(tài))時(shí)的數(shù)據(jù)信道和周期性的關(guān)閉處于空閑狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)的控制信道都有利于能量的節(jié)省。論文通過(guò)NS網(wǎng)絡(luò)模擬器對(duì)新協(xié)議進(jìn)行模擬分析,充分證明了新協(xié)議的節(jié)能功效。 【關(guān)鍵詞】：Ad Hoc MAC PAMAS 節(jié)能 NS-2
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 緒論6-15
• 1.1.研究背景6-12
• 1.1.1.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的概念6-7
• 1.1.2.移動(dòng)AdHoc網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史7-9
• 1.1.3.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)9-10
• 1.1.4.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)10-12
• 1.2.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)及成果12-13
• 1.3.作者的工作13
• 1.4.論文結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議15-25
• 2.1.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的分類15-16
• 2.2.移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議面臨的主要問(wèn)題16-22
• 2.2.1.隱藏節(jié)點(diǎn)和暴露節(jié)點(diǎn)問(wèn)題16-18
• 2.2.2.公平性18-19
• 2.2.3.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的能力19-20
• 2.2.4.QoS問(wèn)題20-21
• 2.2.5.能量問(wèn)題21-22
• 2.3.幾種典型的MAC協(xié)議22-25
• 2.3.1.MACA協(xié)議22
• 2.3.2.IEEE 802.11 MAC協(xié)議22
• 2.3.3.FAMA協(xié)議22-23
• 2.3.4.DBTMA23-24
• 2.3.5.PAMAS24-25
• 第三章 PAMAS-P協(xié)議25-33
• 3.1.PAMAS-P協(xié)議25
• 3.2.PAMAS-P協(xié)議的基本原理25-27
• 3.3.PAMAS-P協(xié)議的描述27-29
• 3.4.PAMAS-P協(xié)議的節(jié)能分析29-33
• 3.4.1.信道關(guān)閉的條件29-30
• 3.4.2.信道關(guān)閉時(shí)間的確定30-32
• 3.4.3.關(guān)閉信道對(duì)傳輸時(shí)延和吞吐量的影響32-33
• 第四章 基于NS的協(xié)議仿真33-49
• 4.1.NS仿真環(huán)境簡(jiǎn)介33-38
• 4.1.1.NS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模塊33-35
• 4.1.2.NS體系結(jié)構(gòu)35-37
• 4.1.3.NS網(wǎng)絡(luò)模擬一般方法37-38
• 4.2.仿真環(huán)境參數(shù)設(shè)置38-41
• 4.2.1.節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的生成39
• 4.2.2.網(wǎng)絡(luò)流量場(chǎng)景的生成39-41
• 4.3.TCL仿真腳本41-46
• 4.4.仿真結(jié)果與分析46-49
• 第五章 總結(jié)與將來(lái)的工作49-51
• 5.1.總結(jié)49
• 5.2.將來(lái)的工作展望49-51
• 附錄51-53
• 參考文獻(xiàn)51-53
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文及參與的科研項(xiàng)目53-54
• 致謝54-55

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