無線網絡資源管理的跨層研究.pdf

1、在無線網絡中，有效地提高網絡資源利用率一直是研究的熱點問題。如何使用無線資源管理的各種方法對復雜的無線物理信道、網絡資源進行合理配置，完善網絡協(xié)議兼容性及保障不同特性業(yè)務的傳輸質量等方面的研究，都是無線網絡資源管理的重要內容。本文基于無線網絡資源管理的跨層設計方法，研究了無線傳感網絡的分簇算法和介質接入機制，研究了無線城域網的準入控制機制。本論文的主要研究工作如下： 無線傳感網絡的分簇算法。分簇算法利用跨層設計，使得低層協(xié)議可以

2、感知應用層的需求，同時滿足傳感網絡資源管理分布式、能量高效利用的要求。在經過對已有分簇算法的仔細研究后發(fā)現(xiàn)，單跳通信是無線傳感網絡能量消耗不均衡和缺乏可擴展性的主要原因。無線傳感網絡中，LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是最具代表性的分簇算法。本文在LEACH的基礎上進行改進，使用多跳通信來交換信息，提出了基于LEACH的增強型多跳分簇算法EMCA(Enhanced Multi

3、hop Clustering Algorithm)。對該算法的性能進行理論分析，證明與LEACH相比較，EMCA可以有效地節(jié)約能量，延長網絡生存時間，具有更好的可擴展性。 多跳分簇傳感網絡的介質接入機制。MAC協(xié)議對無線傳感網絡的性能有較大影響，時分復用(TDMA)機制的一些特點使其成為最適合用于傳感分簇網絡簇內通信的介質接入機制。本文在提出的EMCA算法基礎上，對簇內的MAC機制進行研究，結合路由信息，提出一種適用于簇內多跳拓

4、撲結構的跨層設計的TDMA調度算法，并對其進行了分析。算法先為簇內路由樹的關鍵路徑上各節(jié)點分配時隙，按照一定的原則安排盡可能多的節(jié)點同時發(fā)送。與已有的幾種分簇網絡TDMA調度機制相比較，本文提出的調度算法可以建立非常緊湊的時隙幀，有效利用無線介質資源，大大降低網絡中數(shù)據發(fā)送的總延遲時間，同時能夠平衡簇內的能量消耗。無線城域網的準入控制機制。IEEE 802.16協(xié)議中，連接為系統(tǒng)的帶寬請求、QoS支持提供最基本的機制，準入控制是網絡保證