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自组网MAC层协议退避算法研究

王婷

  无线自组网的研究起源于军事通信,它是由拥有收发装置的移动节点组成的无线移动通信网络,具有临时性、无中心、无固定基础设施等特点。无线自组网中所有的节点的地位都是平等的,移动的节点利用自身的无线收发装置交换信息,借助其他节点通过多跳的方式传输信息。由于无线自组网有无中心、临时性、分布式、拓扑结构动态变化等特点,使得它具有可快速临时组网、系统抗毁性强、无需架构网络基础设施等优点。因此,自组网在军事通信、灾后营救、车载通信等领域具有研究意义和应用前景。近年来,自组网的研究得到了越来越多的研究人员的关注。 论文对MAC协议的退避算法作了研究,分析了几种退避算法的优缺点,着重介绍了802.11DCF协议在自组网中产生的问题。首先,文章针对MAC层BEB退避算法造成的捕获效应、网络阻塞等问题,提出了一种改进的竞争窗口更新规则。它使用当前竞争窗口的对数值作为退避计数器的增量因素,以使竞争窗口呈非线性变化。在数据发送成功后,不必立刻将退避计数器减到最小值,而是将其减小到当前窗口的固定倍数,降低节点冲突的概率。仿真结果表明,基于对数的退避算法能有效地提高网络的吞吐量和公平性,降低了丢包率。 其次,由于在传统的MAC协议中数据发送时没有估计当前信道的拥塞状况,网络繁忙时会造成过多的碰撞。因此论文提出了一种自适应动态调整竞争窗口的算法。文章对Cali提出的估测网络竞争窗口均值的迭代算法进行分析,并利用此窗口均值作为区分网络竞争程度是否激烈的门限值。在不同的竞争情况下,算法通过监测忙碌空闲时隙数目,计算信道利用率,动态地改变退避窗口的大小。通过NS2仿真模拟软件对两种算法进行了仿真,结果显示无论在静态场景还是动态场景中,新算法都能有效地降低数据报文的碰撞概率,提高网络的吞吐量,同时信道的延迟等性能也有所改善。……   
[关键词]:无线自组网;退避算法;MAC协议;竞争窗口
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京交通大学2011年
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