基于擬生滅過(guò)程的無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)若干技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)靈活性及抗毀性等特點(diǎn)，使其在軍用和民用領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但是其劇烈變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、有限的帶寬資源以及共享信道上的競(jìng)爭(zhēng)沖突給Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了挑戰(zhàn)，也使得無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文利用生滅過(guò)程和擬生滅過(guò)程對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的分簇算法、節(jié)點(diǎn)故障維護(hù)策略以及MAC層接入?yún)f(xié)議技術(shù)進(jìn)行了建模和分析，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　1)建立了多信道接入的分簇網(wǎng)絡(luò)中

2、簇頭節(jié)點(diǎn)處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求過(guò)程的生滅模型。利用概率分析的方法，引入阻塞概率和信道的平均利用率作為額外的簇頭選舉因子對(duì)分簇Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的按需加權(quán)自適應(yīng)分簇算法(Adaptive On-demand Weighted，AOW)進(jìn)行了改進(jìn)，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)算法后，減少了數(shù)據(jù)請(qǐng)求阻塞，提高了簇頭的平均服務(wù)時(shí)間，使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
　　2)建立了無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中按需路由協(xié)議路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程中源節(jié)點(diǎn)生成子樹(shù)生滅過(guò)程

3、模型（Sub-Tree-BD模型），利用矩陣分析方法進(jìn)行求解，推導(dǎo)出了生成子樹(shù)規(guī)模變化以及生存時(shí)間的概率表達(dá)式;基于該模型，建立了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障及生成子樹(shù)維護(hù)過(guò)程的擬生滅模型，利用概率分析方法，推導(dǎo)了在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下，節(jié)點(diǎn)故障率、維護(hù)過(guò)程空閑策略以及系統(tǒng)載荷之間的關(guān)系式，對(duì)空閑策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)載荷的影響進(jìn)行了分析，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型可優(yōu)化Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的資源分配，為制定維護(hù)策略提供參考。

4、
　　3)在對(duì)單跳和多跳Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中MAC層上分布式協(xié)調(diào)功能(DistributedCoordination Function，DCF)協(xié)議的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程分析的基礎(chǔ)上，依次建立了單跳網(wǎng)絡(luò)無(wú)限隊(duì)長(zhǎng)擬生滅模型、單跳網(wǎng)絡(luò)有限隊(duì)長(zhǎng)擬生滅模型、多跳網(wǎng)絡(luò)無(wú)限隊(duì)長(zhǎng)擬生滅模型和多跳網(wǎng)絡(luò)有限隊(duì)長(zhǎng)擬生滅模型，利用矩陣分析和數(shù)學(xué)歸納方法對(duì)模型進(jìn)行分析求解，推導(dǎo)了節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列無(wú)限大時(shí)避免網(wǎng)絡(luò)達(dá)到飽和的控制條件，并建立了數(shù)據(jù)速率的閾值方程;推導(dǎo)了

5、節(jié)點(diǎn)緩沖隊(duì)列為有限時(shí)過(guò)程的平穩(wěn)分布，建立了丟包率、平均延遲等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的概率表達(dá)式。并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，表明該模型可以描述Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中的競(jìng)爭(zhēng)退避過(guò)程，該模型為Ad Hoc中通過(guò)數(shù)據(jù)速率控制避免網(wǎng)絡(luò)擁塞提供了一個(gè)量化依據(jù)，也為特定網(wǎng)絡(luò)規(guī)模下路由協(xié)議的選擇提供了一種參考。
　　4)在多跳網(wǎng)絡(luò)有限隊(duì)長(zhǎng)擬生滅模型和二進(jìn)制指數(shù)退避(Binary Exponential Ba