硕士论文-ad hoc网络多信道mac协议研究与实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文AdHoc网络多信道MAC协议研究与实现姓名：李广申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：刘泉20090501武汉理工大学硕士学位论文摘要AdHoe网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。MAC协议处于AdHoc网络协议的底层部分，它决定无线信道的使用方式，对网络的性能有极大的影响，是保证AdHoe网络高效通信的关键网络协议之一。AdHoe网络MAC协议的研究一直是人们关注的热点问题，具有非常重要的现实意义。在传统的单信道MAC协议中，网络中所有节点

2、的控制报文与数据报文都仅在同一信道中传输，这样不仅数据传输效率低，而且不可能解决AdHoc网络中的隐藏终端节点、暴露终端节点等关键问题，严重影响了网络的数据传输性能。在分析了AdHoe网络MAC协议的国内外研究现状的基础上，着重研究了MAC协议中的退避算法。基于网络局部通信状况估计思想，提出了一种节点信道竞争公平性与网络传输效率兼顾(BothFairnessAndEfficiency,BFAE)退避算法，并利用全网所有链路信道竞争公平性指数计算方法对节点信道竞争公平性进行评价。分析与仿真实验结果表明，与IEEE802．11标准的BEB算法和其它算法相比，该算法不仅简单，而且在保证网络高吞吐

3、量的基础上，节点信道竞争的公平性大大提高。基于节点多网卡实现多信道数据传输思想，设计并实现了一种针对AdHoe网络的多信道MAC协议——．MCMAC(Multi．ChannelMAC，MCMAC)。MCMAC协议采取多网卡信道选择基本思想来实现AdHoc通信网络的多信道数据传输，同时基于IEEE802．11的RTS．CTS．DA：rA．ACK的握手过程，对节点通信的“握手”机制进行改进，使其适用于AdHoe网络多信道通信，解决了隐藏终端和暴露终端等问题。在节点信道竞争退避机制方面，MCMAC协议采取了BFAE退避算法，以求节点在信道竞争时兼顾效率与公平。在NS2平台下对MCMAC协议以及其

4、它单信道MAC协议进行了仿真实验。实验数据表明，与传统的单信道MAC协议相比，MCMAC不仅解决了传统AdHoc网络中的隐藏终端节点、暴露终端节点等问题，而且在吞吐量和丢包率等网络性能指标上具有单信道MAC协议不可比拟的优势。关键词：AdHoe网络，MAC协议，退避算法，多信道武汉理工大学硕士学位论文AbstractAdHoenetworkisaspecialkindofwirelessmobilenetworks．AIlnodesinthenetworkareequal，withoutanycentralcontrolnode．Nodesnotonlyhavethegeneralfunc

5、tionrequiredbymobileterminals，butalsopossesstheabilitytoforwardmessages．MACprotocol，whichisatthebottomlayeroftheAdHoenetworkprotocol，determinesthechannelusedbynetworkandhasagreatimpactonnetworkperformance．MACprotocolisoneofthepivotalprotocolsinAdHoenetworktognsul℃efficientnetworkcommunication．Ther

6、esearchonMACprotocolsofAdHocNetworkhasbeenahotissue，andhasaveryimportantpracticalsignificance．IIltraditionalsingle—channelMACprotocol，allcontrolpacketsanddatapacketsaretransmittedinthesan'lechannel，whichnotonlyresultsininefficientdatatransmission,butalsocannotsolvekeyissuesinAdHoenetworksuchashidd

7、enterminalandexposedterminalproblem．Allofthesehaveseriouslyaffectedtheperformanceofdatatransmissionnetworks．BasedontheanalysisofthedomesticandoverseasresearchonMACprotocolofAdHoeNetwork,MACprotocolbackoffalgorith