无线自组网多信道MAC协议中的暴露终端和隐藏终端问题【文献综述】

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1、毕业论文文献综述计算机科学与技术无线自组网多信道MAC协议中的暴露终端和隐藏终端问题%1.前言AdHoc网络，又称为自组织网络，是不依赖于网络基础设施，移动节点Z间通过无线通信相互协作进行路山，临时构成的一•种多跳无线通信网络。这种网络具有机动性高、部署快速等诸多特点，可应用于现代化战场、救灾、会议等许多场合，因而引起了军方和学术界的广泛关注。尽管如此，这种网络还存在诸多问题，特别是信道接入协议，口前MAC层还有许多问题未解决，比如、节点移动的彩响、不同信道共厚方式、MAC相关的无线接收问题等，其中，隐藏终端和暴露

2、终端问题一肓存在于ADHoc网络屮，是当今主要研究问题。⑴本文是对在多信道MAC协议卜•存在的暴露终端和隐藏终端的一种探索性研究。通过本课题的研究，可以对移动AdHoc网络屮在单信道条件下是怎么解决眾露终端和隐藏终端有一定的了解，同时主要讨论在多信道MAC协议下解决眾露终端和隐藏终端问题的方法⑵。%1.AdHoc网络概述AdHoc网络乂称为自组网、自愈网，是一种对等网络。它不依赖于固定的基础网络设施,并门网络中各节点的地位平等，无中心控制节点，是一个分布式系统。它可以由无线移动终端在一定的范围内自由搭建。〃AdHo

3、c〃一词來源于拉丁语，意思是“专用的、特定的”。山于口组网快速、灵活，使用方便，口前AdHoc网络已经成为移动通信技术向前发展的一个重要方向，并将在未來的通信技术中占据重要地位。⑶与其它通信网络相比，移动AdHoc网络的主要特征主要有以下儿点：(1)网络独立性。(2)动态变化的网络拓扑结构。(3)冇限的无线通信带宽。(4)有限的主机能源。(1)网络的分布式特性。(2)生存周期短。(3)有限的物理安全。%1.AdHoc网络中的MAC协议AdHoc网络由于节点的移动性和多跳性，在设计MAC协议时必须考虑隐藏终端和暴露终

4、端的问题。隐藏终端是指在发送者的通信范围Z外，而在接受者通信范围Z内的节点。暴霜终端是指在发送者通信范围之内，而在接受者通信范围之外的节点。一般地隐藏终端的存在可能造成数据的冲突，而暴露终端的岀现使得网络资源无法得到充分的利用。⑷MAC协议可分为单信道、双信道和多信道协议。⑸单信道协议屮，所有的信号都在同一个信道上传输。为了减少冲突，可以把信道分成控制信道和数据信道，分别传输控制信号和数据信号，避免数据信号和控制信号的冲突。MACA(MultipleAccesswithCollisionAvoidance)是一种用

5、于单频网络的媒体接入控制协议，力求解决AdHoc网络小的隐藏终端和暴露终端问题，它使用RTS-CTS握手机制。⑹发送节点在发送数据钱，首先想收方发送RTS信号，进行信号预留，接受节点收到RTS信号后，回送一个CTS信号，其他收到RTS或CTS信号的节点采用二进制指数退避算法(BEB)延迟数据发送，以避免冲突。由于RTS/CTS帧的长度很小，与CSMA相比，MACA减少了数据包的冲突。但是,在MACA中依然存在冲突,特别是在RTS/CTS帧相互交换期间。另外,MACA没有采用链路层确认机制，冲突后需要超时重发。由于采

6、用BEB退避，信道接入的公平性很羌。MACAW(MACAforWireless)协议,针对MACA的缺陷做了改进。除了使用RTS/CTS握手机制外，还使用了其他控制信号(DS,ACK,RRTS),进一步解决暴露终端和隐藏终端问题。'71MACAW采用了-•种乘法增加线性减少退避算法(MILD)代替二进制指数(BEB)退避，同吋也实现了退避复制机制，使得传输到同一个H的地的节点使用统一的计数器，保证了接入的公平性。另外，它还使用了多流模型以达到平衡传输。但是，过多的握手信号占用了大量的网络资源,如果考虑无线收发装置的

7、转换时间，具效率并不是很高。MILD退避可以在移动程度上解决公平问题，但是，使用单一的计数器会使拥塞问题过渡扩散，需要的内存也更多。所以，尽管MACAW提高了网络的吞吐虽:，但是网络开销和传输吋延比MACA大,另外MACAW也不适合用多播环境屈。%1.HEMAC协议技术目前AdHoc网络绝大多数MAC协议都是基于TEEE802.lb标准实现的，而IEEE802.lb是工作在ISM频带的单信道MAC协议。ISM频帯是一个典型的多信道环境，各种扩频技术(DSSS,HFSS)把可用带宽分割成多个信道，每个信道一个信道辨识

8、码。如果有多个信道可以使用，而H网络规模也很大的话，可以给不同节点分配不同的信道以提高网络吞吐fio[9]多信道的使用减少了冲突的发生，使得更多的节点可以同时传输，因而提供了更高的带宽利用率。无线自组网屮基于无竟争媒体接入控制(MAC)协议，例如基于TDMAoS-TDMA数据链系统是基于甚高频信道的自组织时分多址协议的数据链，是新一代VHF航空数据链的代表。