基于IEEE802.11的无线Ad+Hoc网络的接入性能研究

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1、硕士学位论文摘要无线AdHoc网络是一种由无线节点通过分布式协议连接而成的自主网络，不依赖于现有的网络基础设施，具有多跳性、分布性和移动性等特点。这种网络在许多场合(如军事通信、灾难恢复以及分布式计算等)将具有越来越重要的作用。作为无线AdHoc网协议栈的重要组成部分，介质访问控制协议(MediaAccessControl，MAC)能否高效地利用有限的无线信道资源对网络性能有决定性的影响。目前，IEEE802．11MAC协议是在研究、实验和实际中应用最广泛的协议。围绕如何优化基于IEEE802．11的无线AdHoc网络MAC协议，本文深入分析了影响信道接入性能的关键因素。针对二进制指数

2、退避算法的缺陷，提出了一种基于博弈模型的信道接入方法以改善IEEE802．11MAC协议的性能。论文主要研究工作包括：1．通过理论分析和实验仿真，研究了IEEE802．11DCF(DistributedCoordinationFunction)协议的性能。首先，对DCF的退避过程建立了二维马尔可夫链模型，然后利用此模型对饱和吞吐量作了定量分析；最后仿真分析了竞争节点数目和初始窗口大小对接入性能的影响，并推导了特定网络规模下最优初始竞争窗口的表示式。2．引入博弈论对无线AdHoc网络的信道接入进行研究，重点分析了竞争接入博弈中效用函数的选择问题，并证明了满足选择的效用函数的博弈存在唯一的

3、非平凡纳什均衡。3．针对IEEE802．11DCF协议的缺陷，提出了一种改进的信道接入方法，并通过仿真与现有的IEEE802．11DCF进行了性能比较。实验结果表明，相比DcF基本接入方式，基于博弈的信道接入机制有更低的条件冲突概率，更好的吞吐性能。关键词：AdHoc网络；IEEE802．1lMAC协议；博弈论；接入性能ⅡAbstractAwirelessadhocnetworkisanetworktemporarilyandautonomouslyestablishedbywirelessnodesthroughdistributedprotocols，withoutrelyingo

4、npre．existingnxednetworkinfrastructureandwiththecharacteristicsofmultihop，distributedandmobilitV．Thiskindofnetworkwillplayanincreasin91yinlportantroleinmanyenvironments，e．g．militarycommunication，disasterrecoVeryanddistributedcomputing．Asanimportantpartofthewirelessadhocnetworkprotocolsuite，theme

5、diaaccesscontrol(MAC)protocollargelydeterminesthenetworkperformancewhichcanbemeasuredintermsofthroughput，transmissiondelay，etc．Currently，theIEEE802．11MACprotocoliswidelyusedintestbedsandsimulationsforresearchingonwirelessmulti-hopadhocnetworks．FocusonhowtoimprovethewirelessadhocMACprotocol，theth

6、esisdeeplyanalVsesthekeyfactorswhichdeterminetheaccessperformanceofthechannel．Againstthedrawbacksofbinaryexponentialbackoff(BEB)algorithm，thethesisproposesachannelaccessmethodbasedongamemodeltoimproVetheperformanceofIEEE802．11MACprotoc01．ThemainresearchcontentofthethesisinVolVes：1．Thethesisstudi

7、estheperformanceofIEEE802．1lDCFprotocolthroughtheoreticalanalysisandexperimentalsimulation．Atfirst，atwo-dimensionalMarkoVChainmodelisestablishedtodescribethebackoffprocedureofDCF；thenweusethismodeltoquantitativelyanalyzethes