基于超寬帶的無線自組網(wǎng)MAC層調(diào)度策略研究.pdf

1、超寬帶技術(shù)（UWB）是一種利用納秒短脈沖發(fā)送數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)，基于這種技術(shù)，可以構(gòu)建無線自組網(wǎng)絡(luò)(AdHoc networks)。UWB技術(shù)本身固有的優(yōu)點(diǎn)可以顯著的提高Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的吞吐量等性能，擴(kuò)展Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。將UWB技術(shù)應(yīng)用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)能更好的發(fā)揮各自的特殊優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 基于UWB技術(shù)的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有特殊的網(wǎng)絡(luò)組織形式，具有無中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變

2、化以及傳輸速率高、發(fā)射功率低等特性。由于UWB技術(shù)的典型特征，使得UWB-Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的媒體訪問控制( MAC)協(xié)議與傳統(tǒng)的MAC協(xié)議有完全不同的實(shí)現(xiàn)方法。這就要求新的MAC協(xié)議與UWB-Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)。當(dāng)發(fā)射節(jié)點(diǎn)較多時，每一個接收節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置一個禁區(qū)。已有的文獻(xiàn)只是從單一鏈路考慮了設(shè)置禁區(qū)的方法，而本文則是在IEEE802.11協(xié)議的基礎(chǔ)上，根據(jù)UWB-Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)物理層傳輸速率和接收端信噪比(SNR)成線性關(guān)系的特點(diǎn)，

3、從系統(tǒng)內(nèi)所有存在鏈路的目的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，考慮了其他活動鏈路的干擾對目標(biāo)鏈路產(chǎn)生的影響，找到了使得系統(tǒng)吞吐量最大的基于系統(tǒng)的禁區(qū)策略。并在該系統(tǒng)級的禁區(qū)策略上，考慮到公平性及信道質(zhì)量等因素，提出MAC層的調(diào)度優(yōu)化策略DALN和AALN。
　　 另外，本文根據(jù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)吞吐量的思想，從基于UWB的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特性出發(fā)，建立了功率分配的模型，并且找到兩條鏈路下該模型的優(yōu)化解。對于本文所提出的功率分配模型，每條鏈路的最大發(fā)送功率可以不同

4、。從而進(jìn)一步減小了發(fā)射節(jié)點(diǎn)的傳輸功率，減小了鏈路間的干擾。
　　 本文將改進(jìn)后的禁區(qū)策略下的調(diào)度算法與固定禁區(qū)策略下的調(diào)度算法進(jìn)行了比較。數(shù)值仿真結(jié)果表明，在每條鏈路最大發(fā)送功率相等和因功率分配而使得每條鏈路最大發(fā)送功率不等兩種情況下，其平均可達(dá)速率和公平性均優(yōu)于有固定禁區(qū)大小的傳統(tǒng)禁區(qū)調(diào)度策略。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用GloMoSim仿真平臺，構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境，通過仿真分析，本文的調(diào)度策略在系統(tǒng)吞吐量和平均端到端時延方面均優(yōu)于原有的