adhoc網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)同工作的MAC層協(xié)議設(shè)計.pdf

1、在無線通信環(huán)境中,信道的衰落干擾問題比較嚴重,如頻率選擇性衰落和時間選擇性衰落。怎樣克服衰落的影響,提高信號的傳輸質(zhì)量,是一個難題。分集技術(shù)是比較有效的一種技術(shù),但傳統(tǒng)的分集技術(shù)需要有多天線,這對單天線系統(tǒng)是不現(xiàn)實的。因此,用戶協(xié)同分集技術(shù)成為了比較熱門的研究方向。用戶協(xié)同分集是這樣一種傳輸技術(shù),它用多個終端實現(xiàn)虛擬天線陣列,從而以分布式的方式獲得空間分集增益。而在IEEE 802.11系統(tǒng)中,協(xié)作的思想已經(jīng)用于MAC層協(xié)議設(shè)計和優(yōu)化。

2、但目前用于MAC層協(xié)議設(shè)計的協(xié)作的概念與用戶協(xié)同的概念是不一樣的。所以,在MAC層支持用戶協(xié)同工作方式是比較有意義的。通過研究工作,我們分析了基于時分多址的三種協(xié)同協(xié)議的性能和實現(xiàn)復(fù)雜度。在我們的工作中,我們提出了一種新穎的MAC協(xié)議,對應(yīng)于基于時分多址的協(xié)同協(xié)議,我們稱之為CMAC。CMAC是基于IEEE 802.11b MAC協(xié)議的,它可以支持協(xié)同工作方式中的最基本的工作單元。換言之,在CMAC中,源節(jié)點如果可以找到中繼節(jié)點,則源節(jié)

3、點就邀請這個中繼節(jié)點參與數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸分為兩個時隙,第一個時隙中源節(jié)點給目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)幀,而中繼節(jié)點則監(jiān)聽這個數(shù)據(jù)包。第二個時隙,源節(jié)點保持沉默,中繼節(jié)點將第一個時隙中監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)包發(fā)送給目的節(jié)點。這樣,目的節(jié)點在兩個時隙中收到分別從源節(jié)點和目的節(jié)點的發(fā)送的兩個信號。通過對這兩個信號進行聯(lián)合解碼,目的節(jié)點可以獲得空間分集來抵消信道衰落的影響。很容易看到,CMAC的的性能不僅僅受MAC層工作方式的影響,它更受物理層技術(shù)的影響。因為協(xié)

4、同工作方式其實是物理層的協(xié)作方式,而且在目的節(jié)點的對兩個信號進行解碼的過程也是很關(guān)鍵的,它確定了MAC層收到的數(shù)據(jù)幀的包錯誤概率。因為CMAC是基于IEEE 802.11b MAC協(xié)議的,利用了802.11b的部分特性,所以CMAC向后和IEEE 802.11b保持兼容。在我們的工作中,我們把CMAC和802.11b很好地融合在了一起。CMAC本身根據(jù)中繼節(jié)點的信息可以退化為IEEE802.11b,同時根據(jù)信道的包錯誤概率和閾值的關(guān)系,

5、我們讓CMAC和IEEE802.11b可以互相切換。本文研究工作量的一個重要部分在于實現(xiàn)CMAC協(xié)議的代碼和對CMAC和IEEE 802.11b進行相應(yīng)的仿真。由于CMAC是基于IEEE 802.11b的,我們對NS-2中的IEEE 802.11b代碼進入深入分析,并且通過修改不同類文件中的大量源代碼實現(xiàn)了CMAC的工作機制。同時通過對合理仿真場景的仿真我們比較CMAC和IEEE 802.11b的性能差異,證明了CMAC在比較高的數(shù)據(jù)包