无线自组网络中多令牌介质访问控制算法的研究与仿真

摘要

随着计算机技术的飞速发展和人们对通信需求的不断提高，无线通信网络获得了更广阔的应用前景。近几年，无线网络的发展非常迅速，无线Ad-hoc网络是随着无线通信技术的快速发展而出现的一种新型网络。Ad-hoc网络是一种自治的无线多跳网，整个网络没有固定的基础设施，也没有固定的路由器，所有节点都可以任意移动，并且都能以任意方式动态地保持与其它节点的联系。在这种环境中，由于终端的无线覆盖范围的有限性，两个无法直接进行通信的用户终端可以借助于其它节点进行分组转发。每一个节点都可以说是一个路由器，它们要能完成发现和维持到其它节点路由的功能。Ad-hoc网络在军事和民用领域得到越来越广泛的应用，如战场信息中继，紧急通信需要，以及可共享信息的商业会议等。 目前国内外的科研人员对Ad-hoc网络进行了大量的研究工作，并且已经提出了许多有创建性的算法和协议，其中一部分已经作为国际标准被确定下来。 Ad-hoc网络一般有两种结构：平面结构和分级结构。平面结构中，所有节点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。而分级结构中，网络被划分为簇(cluster)，每个簇由一个簇首(clusterhead)和多个簇成员(cluster-member)组成。平面结构适合于规模较小的Ad-hoc网络，而随着网络规模的增长，在大型Ad-hoc网络中，采用分级结构会获得更好的性能。 本文对分级Ad-hoc网络中簇内无线信道接入的效率问题进行了研究，分析了在现有的几种无线介质访问控制算法在不同信道负载情况下的性能，指出了在分级Ad-hoc网络中由于节点运动、簇成员数量频繁变化，在簇内使用现有的介质访问控制算法难以获得最佳性能的问题。然后阐述了一种多令牌介质访问控制算法，并用NS2进行了仿真。该算法可以随着簇内无线信道负载的变化，自动地在竞争类和排队类算法之间折衷，使得网络保持较高的吞吐率和较低的包传输时延。仿真结果表明，在簇成员数量和信道负载变化显著的Ad-hoc网络中，该算法具有比竞争类和排队类算法更好的性能。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2问题的提出

1.3本文研究的内容

第二章自组网体系结构

2.1自组网的概念及特点

2.1.1自组网的概念

2.1.2自组网的特点

2.2自组网的网络分层模型

2.3自组网的路由协议

2.3.1基于表驱动的路由协议

2.3.2基于需求的路由协议

2.4自组网的安全

2.5自组网的应用与发展

2.5.1与现有网络的互连

2.5.2自组网与卫星网

第三章自组网介质访问控制技术

3.1 Ad-hoc网络现有MAC协议描述

3.2对现有协议的分析

第四章分级自组网的介质访问控制技术

4.1 Ad-hoc网络的MAC技术所面临的问题和挑战

4.2现有的无线MAC算法不适于Ad-hoc网络

4.2.1固定分配类

4.2.2竞争类

4.2.3排队类

4.2.4现有算法存在的问题

4.3多令牌介质访问控制算法的网络模型

4.4多令牌介质访问控制算法

4.4.1簇内信道负载状态的判定

4.4.2多令牌的管理

4.4.4讨论

4.5小结

第五章仿真环境介绍及实验方案

5.1 NS仿真软件组成结构

5.2 Ad hoc网络仿真实验方案

5.2.1仿真实验方案总体模块结构

5.2.2移动节点的结构

5.2.3 NS的仿真步骤

5.3性能分析

5.3.1仿真模型

5.3.2仿真结果

第六章结束语

6.1论文工作总结

6.2未来研究方向

参考文献

致谢