Ad Hoc网络性能改善的研究

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随着人们对移动通信的需求越来越强,近年来,移动通信技术得到了飞速普及和发展,新技术不断涌现。蜂窝移动通信系统在短短十几年间就完成了从第一代到第二代和第二代半的跨越,并正在向第三代系统演进。无线Ad hoc网络是一种无中心的自组织无线多跳网络,在无线信道中,高误码率限制了其传输性能,通常用前向纠错来降低信道中的高误码率,传统的端到端的自适应前向纠错在一定程度上降低了丢包率,但并不能灵活地适应网络内部的链路差异。主动网的概念为自适应前向纠错改善无线信道性能提供了一种能够每跳执行配置的新思路。利用主动网技术来实现无线网络中的自适应前向纠错,不止在网络的对端完成对数据的编解码、查错、纠错等功能,在网络的中间节点也实现这些功能,并根据当前链路状况对数据的差错编码等级做出更改,使网络传输的效率能够在不同情况下得到最大限度的满足,改善Ad Hoc网络的传输性能。本文提出了两种基于主动网的自适应前向纠错算法。两种算法均利用主动节点的计算功能来监测无线链路上的误包率,并根据误包率的高低来转换前向纠错的纠错编码等级,既能使附加的冗余信息有效地降低无线链路上的误包率,又能保持一定的带宽利用率。基于主动网的自适应前向纠错方案首先选择在主动执行环境ANTS之上利用Java语言进行了代码实现,并且利用Gilbert误码模型进行了仿真实验和性能分析。然后使用NS2仿真软件,搭建Ad Hoc网络仿真环境,仿真两种算法。实验和仿真结果均表明,两种算法均能有效改善无线网络中的丢包问题和传输延时,且各有侧重。随着新型无线网络设备/系统的出现,Ad Hoc网络部署环境发生了巨大变化,出现了具有稀疏特性的Ad Hoc网络。稀疏Ad Hoc网络的应用环境越来越多的被研究者发现并拓展开来,其它应用领域的研究者也越来越多的考虑将稀疏Ad Hoc网络系统和技术引入本领域。本文描述了稀疏Ad Hoc网络的应用背景和技术架构,分析了三种比较典型的稀疏Ad Hoc路由协议(Epidemic路由协议、PROPHET路由协议和Message Ferrying路由协议)。在稀疏Ad Hoc网络中,传输延时是衡量路由协议性能的一个重要参数,如何对这参数进行优化,是设计稀疏Ad Hoc网络路由协议的重点和难点。本文提出了MFBR算法,使用多个摆渡节点作为数据通信的中继节点,ferry节点既各自独立,又相互合作,这样既可以减少网络信息的传输延时,又可以提高网络的稳定性和安全性。仿真结果表明,MFBR路由算法能够有效降低稀疏Ad Hoc网络的平均延时,提高网络的性能。
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