無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議及基于MAC屬性的路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)是從商業(yè)應(yīng)用中不斷發(fā)展起來(lái)的一種新型的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò),具有高容量、高速率、強(qiáng)健壯、自組織等特點(diǎn)。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)多信道MAC協(xié)議研究的核心是對(duì)有限的信道資源進(jìn)行分配和管理;而基于MAC層屬性的路由協(xié)議研究重點(diǎn)是在節(jié)點(diǎn)之間尋找最佳路由,使得網(wǎng)絡(luò)連接中的吞吐性能達(dá)到最佳,從而為用戶提供效率最高的端到端吞吐性能。
　　首先,本文在研究無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)有的MAC協(xié)議的機(jī)制,并對(duì)幾種典

2、型的多信道MAC協(xié)議進(jìn)行性能分析及比較,總結(jié)出多信道MAC協(xié)議所要解決的問(wèn)題。基于對(duì)信道分配和路由聯(lián)合的研究,最后簡(jiǎn)單地介紹了兩種多信道路由協(xié)議。
　　在上述研究基礎(chǔ)上,本文對(duì)混合信道分配策略進(jìn)行改進(jìn),提出一種改進(jìn)的混合多信道無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議—MHMCP協(xié)議。該協(xié)議通過(guò)分類網(wǎng)絡(luò)接口和信道、維護(hù)鄰節(jié)點(diǎn)信息列表、建立信道管理及切換機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的通信。根據(jù)最小信道干擾的原則給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇合理的固定信道,以保證網(wǎng)絡(luò)的信道質(zhì)

3、量。本文采用動(dòng)態(tài)等待時(shí)間策略來(lái)解決多信道終端隱藏問(wèn)題,并均衡了數(shù)據(jù)碰撞發(fā)生率和接口利用率兩者的關(guān)系;此外,根據(jù)信道的流量負(fù)載來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地分配信道持續(xù)時(shí)間機(jī)制,避免接口頻繁切換,盡可能地在信道上發(fā)送更多的數(shù)據(jù),提高信道利用率。針對(duì)MHMCP協(xié)議機(jī)制中信道切換時(shí)延開(kāi)銷和信道干擾問(wèn)題對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響,本文提出一種結(jié)合MHMCP的路由協(xié)議DSTP。該路由協(xié)議改善了網(wǎng)絡(luò)性能,最大限度地提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
　　最后,

4、本文分析了信道上的等待時(shí)間的選取對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)選擇最佳的等待時(shí)間,并對(duì)MHMCP協(xié)議及其他協(xié)議在不同數(shù)據(jù)傳送速率和多數(shù)據(jù)流并發(fā)時(shí)的吞吐量和平均分組時(shí)延進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明,多信道MAC協(xié)議獲得的網(wǎng)絡(luò)吞吐量是單信道MAC協(xié)議獲得的網(wǎng)絡(luò)吞吐量的兩倍還多,其中MHMCP協(xié)議可以獲得更大的吞吐量及更小的平均分組時(shí)延。仿真還表明,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載過(guò)大時(shí),信道切換引起的時(shí)延開(kāi)銷和信道沖突引起的時(shí)延開(kāi)銷明顯增加,于是使網(wǎng)絡(luò)性能降低。