无线ad hoc网络邻居发现方法研究

摘要

邻居发现是无线adhoc网络自组织过程中的关键步骤之一，邻居发现效率的高低直接影响着网络的性能。随着定向天线在adhoc网络中的应用，邻居发现问题面临着许多新的挑战。　　 本文以不同天线模式下静态无线adhoc网络为研究对象，设计和实现了几种新的邻居发现解决方案。主要的工作内容包括：　　 (1)针对adhoc网络的邻居发现问题提出了一种新的信道接入机制。当前的随机性邻居发现方案主要根据调节节点的发送和接收概率以提高邻居发现的效率。然而通过这种方式进行邻居发现信道的利用率不能得到有效的提高。本文从提高信道利用率的角度，设计了双重信道竞争机制，能够更充分利用信道资源，从而有效提高邻居发现的效率。　　 (2)设计和实现了忙音辅助邻居发现算法。在双重信道竞争机制的基础上，设计了忙音辅助邻居发现算法。在使用定向天线的adhoc网络中，通过全向的忙音可以有效地引导天线波束的指向，从而提高通信的效率。实验证明，在基于全向天线的adhoc网络中，忙音辅助算法的性能仍然优于当前的随机性邻居发现算法。　　 (3)针对基于混合天线的adhoc网络，提出了一种集中式的邻居发现方法，可以有效解决波束协调问题以及定向天线全向天线共存的情景下的邻居发现问题。在完成邻居发现过程的同时，可以将收集到的邻居信息传递给中心节点。　　 本课题的研究对无线adhoc网络的上层协议运行具有重要意义，弥补了国内相关研究的不足。通过分析与仿真验证了本文提出的算法的可行性与高效性。