ad hoc网络中无线资源分配算法的研究与改进

摘要

Ad hoc网络是一种无中心自组织的多跳无线网络，不以任何已有的固定设施为基础，通过移动节点自由地组网实现通信。由于无线自组网的特殊性，使得无线自组网的资源分配不能完全使用有线网络的分配策略。无线信道是共享资源，许多用户之间竞争网络资源，这使得分配策略需要考虑公平性，尽可能地使每个用户能够公平地得到网络资源，而无线网络资源是非常有限的，所以在考虑资源分配的公平性的同时也要兼顾资源利用的效率。
　　 本文首先针对最大最小公平性已有的分配算法的缺点，进行改进，提出了一种基于线性规划的最大最小公平性带宽分配算法，该算法依据可行性分配集合的特性，比经典的注水算法更具有代表性和一般性。又利用最大化效用函数和模型，使效用函数类的参数c取不同值，基于无线自组网的MAC层和群限制的约束条件，构建网络拓扑和网络模型，给出了各种公平性准则的算法实现，通过仿真分析了无线自组网各种公平性准则下的带宽分配的特点。
　　 本文接着提出了一种由满足公平性分配的带宽值来确定权值分布的方法，针对该权值下的加权公平性，给出了仿真模型，由仿真结果得出，该加权公平性能在保证一定的公平性的前提下，有效地提高带宽分配的效率，并且发现随着权值分布的公平性程度不同，对未加权的公平性准则的公平性和效率的折中程度也不同。
　　 本文最后研究在资源分配中实现效率和公平性的折中问题。把公平性的带宽分配算法应用于无线自组网的网络模型下，针对三种效用函数形式，使用非线性和线性的优化方法，研究了基于各种公平性准则下的公平性的分配算法，绘出了效率和公平性曲线。仿真结果表明，这种公平性的分配算法，通过改变值的大小，在无线自组网的带宽分配的有效性和公平性之间起到很好的平衡作用，达到预期的效果，具有重要的现实意义。