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Ad Hoc网络MAC协议退避算法研究

作　者: 夏羽
导　师: 李元祥
学　校: 上海交通大学
专　业: 航天工程
关键词: Ad Hoc 媒体接入控制 退避算法 自适应退避窗 快速接入
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


Ad Hoc中,MAC(Media Access Control)协议决定了节点接入到共享信道的方式和能获得的信道资源,其性能优劣直接影响了Ad Hoc的整体性能。本文研究Ad Hoc网络中拓扑变化迅速情况下的MAC性能,设计可较好地保持稳定性和有效性的竞争类MAC协议。主要工作如下:1)在对退避算法的概率模型分析的基础上,提出一种基于即时邻节点密度调节初始退避窗算法( Density Adaptive BEB-M,DABEB-M),可根据实时的局部网络状态动态调整节点接入信道的概率。2)通过对最优化信道吞吐量理论的研究,提出一种指数下降退避时间的快速接入方法(Fast Exponential Decrease, FED),以获得较高的吞吐、时延、碰撞回避性能。3)根据上述两种算法思路,提出了一种结合两种算法的周期性加速接入算法(Period Fast Exponential Decrease, PFED);在动态设置最优初始退避窗的基础上,根据信道占用情况周期性判断、加速接入信道。4)最后,基于NS2网络仿真平台,在不同的仿真环境下,将DABEB-M算法、FED算法和PFED算法与经典的退避算法BEB进行比较。仿真结果表明所提出的三种算法在吞吐、时延、碰撞回避、公平性等方面较BEB有较大的提高;并根据仿真结果详细分析比较了所提出三种算法的性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-18
  1.1 研究背景及意义  7-9
  1.2 Ad Hoc 网络MAC 协议研究现状  9-15
    1.2.1 基于竞争机制的MAC 协议  11-13
    1.2.2 基于调度机制的MAC 协议  13-15
    1.2.3 混合类MAC 协议  15
  1.3 现有MAC 协议存在的问题分析  15-16
  1.4 本文工作及论文安排  16-18
第二章 竞争类MAC 协议分析  18-30
  2.1 前言  18
  2.2 竞争类MAC 协议面临的主要问题  18-20
    2.2.1 碰撞  18-19
    2.2.2 隐藏/显现节点  19-20
  2.3 竞争类MAC 协议的工作模式  20-23
    2.3.1 握手机制  20-22
    2.3.2 退避算法  22-23
  2.4 影响退避算法性能的因素  23-24
    2.4.1 退避窗值CW 的计算  23-24
    2.4.2 退避时间BT 的下降  24
    2.4.3 节点侦听策略  24
  2.5 现有退避算法  24-28
    2.5.1 二进制退避算法  25
    2.5.2 倍数增加线性减少算法  25-26
    2.5.3 缓慢下降算法  26
    2.5.4 快速冲突解决算法  26-27
    2.5.5 现有退避算法总结  27-28
  2.6 目标网络MAC 协议需求分析  28-29
  2.7 本章小结  29-30
第三章 基于节点密度的自适应退避算法  30-51
  3.1 引言  30-31
  3.2 BEB-M 算法分析  31-41
    3.2.1 网络模型  31
    3.2.2 局部网络竞争过程分析  31-33
    3.2.3 BEB-M 算法性能分析  33-38
    3.2.4 初始退避窗对BEB-M 算法性能的影响  38-41
  3.3 基于节点密度的退避算法  41-50
    3.3.1 DABEB-M 算法设计  41-45
    3.3.2 DABEB-M 算法性能评估  45-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章 基于信道竞争状态的快速接入算法  51-66
  4.1 前言  51-52
  4.2 指数下降的快速接入算法  52-59
    4.2.1 快速指数接入算法的设计  52-53
    4.2.2 快速指数接入算法的实现  53-55
    4.2.3 快速指数接入算法实验分析  55-59
  4.3 周期性指数下降的快速接入算法  59-65
    4.3.1 P-FED 算法的设计  59-60
    4.3.2 周期性指数下降快速算法的实现  60-62
    4.3.3 P-FED 接入算法实验分析  62-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章 总结与展望  66-68
  5.1 全文总结  66
  5.2 展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  73-74
附件  74-76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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