基于竞争的无线网络MAC协议的研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anyok1979
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无线自组织网络作为一种新兴的网络技术,凭借其灵活、便捷的组网方式突破了传统网络的局限性,获得了人们的广泛关注。传统网络的MAC协议并不适用于拥有鲜明特点的无线自组织网络,因此研究适合无线自组织网络的MAC协议成为了目前的热点内容。本文主要对基于竞争的Ad hoc网络多速率MAC协议和无线传感器网络S-MAC协议进行了研究,并针对他们的缺点提出了两个解决方案:基于拥塞控制的多速率MAC协议和基于流量自适应的S-MAC协议。首先对多速率网络中存在的性能异常现象进行了研究,仔细分析了其产生的原因和现有的解决方案,并指出了他们存在的不足。在此基础上引入拥塞控制原理提出了本文的解决方案:借鉴竞争窗口自适应机制解决多速率网络性能问题的方法,引入了逐跳抑制分组拥塞控制策略,通过让高速率节点和低速率节点公平竞争信道的方法来缓解由于高速率节点长期占用信道而产生的网络拥塞,提高网络的整体性能。然后又对经典的无线传感器网络S-MAC协议进行了研究。针对其采用固定的占空比和竞争窗口机制而无法适应网络流量变化的缺点,在总结前人研究结果的基础上提出了本文的优化方案:通过阈值选择法来调整节点的下次睡眠时间从而实现占空比的流量自适应调整;引入竞争窗口调节算法减小网络发生碰撞的几率,并依据信道的忙闲程度来合理地复位竞争窗口值。本文选择使用在学术界享有很高声誉的NS2网络仿真软件对本文提出的优化方案进行仿真验证。通过对源代码的修改在NS2上实现了本文的优化方案,并在同一仿真环境下与原协议的性能相比较,实验结果证明本文的优化方案提升了网络的性能。
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