低速Ad Hoc网络多信道接入协议设计

在每个终端仅配置一套无线信号收发装置且信道速率较低(1 Kb/s~10 Kb/s)的情况下,信道需要划分成多个不重叠的子信道组建Ad Hoc网络。针对上述要求,提出一种改进的基于多信道的MACA-BI协议——RIMA-MC。该协议通过减少控制开销、增加信道空间复用度等方法提高低速Ad Hoc网络的吞吐量。在低速、高业务量网络中分析该协议的吞吐量,通过与MACA-BI及基于RTS/CTS的协议比较,证明RIMA-MC具有更好的表现。     

无线Ad Hoc网络关键技术研究

首先介绍无线Ad Hoc网络的路由协议、接入技术、移动终端定位、电源管理、移动性管理QoS保障、网络管理和安全等关键技术；接下来，介绍了目前国内外所取得的研究进展；最后给出今后在无线Ad Hoc网络的路由协议和网络管理方面的研究方向。     

Ad Hoc网络中的MMAC协议综述

MAC协议处于Ad Hoc网络协议栈的底层部分,它是所有节点报文在无线信道上传输的直接控制者,对网络的性能有极大的影响,是Ad Hoc网络高效通信的重要保障。本文对现有的多信道MAC协议进行了分类概述,重点分析了MMAC协议。MMAC协议是单收发器非专用控制信道协议,协议通过ATIM窗来协商信道,能够显著的提高网络吞吐量。     

一种Ad Hoc网络信道自适应路由协议

文章提出一种信道自适应路由协议CADB（Channel Adaptive For Dynamic Bandwidth），该协议设计主要是基于AODV的，同时也吸取了ABR路由选择标准基于路由寿命的思想，充分考虑了无线环境中的多速率特性，采用灵活的自适应机制和公平机制，较好地保证了流量在网络中分布均匀。经过仿真发现相对于经典的AODV和ABR协议，该协议有较好的性能，尤其当节点移动速率较高时，表现优良。     

一种新的Ad Hoc网络速率自适应MAC协议

文章通过对RBAR协议和OAR协议的分析认为在Ad Hoc网络的MAC层可以通过统计ACK帧对信道质量进行估计，并且可将信道质量的估计值一信道稳定度作为自适应的的门限，对不同的门限值分别采用RBAR协议和OAR协议的机制进行自适应。通过对协议进行传真发现，该协议在节点高速运动（此时信道稳定度变化剧烈）时的性能要优于OAR和RBAR协议。     

一种多信道Ad Hoc网络的多径负载均衡路由协议

针对移动Ad Hoc网络固有的路由耦合问题,提出了一种基于OLSR的多信道多径负载均衡路由协议MMRP_LB.MMRP_LB将信道的可用带宽作为衡量节点负载轻重的依据,在建立路由时,同时考虑路径的负载和跳数,通过运行多重改进的Dijska算法,得到多条节点不相交的最优路径;依次给每条路径分配一个信道,并按照加权轮询方式分配业务.仿真结果显示,与单信道下的协议相比,MMRP_LB在网络吞吐量、平均端到端时延等方面具有良好的性能,有效地避免了路由耦合.     

带内信令系统实现Ad Hoc网络的邻居预留

提出使用带内信令系统实现跨层的邻居预留机制(NR INSIGNIA),该机制在进行带宽预留时考虑MAC层的信道竞争。节点为某个QoS流预留一定带宽之后,在所有的邻居节点上同时预留等量的带宽,以此来消除信道竞争对带宽预留产生的不利影响。仿真试验对比了没有邻居预留机制的原始INSIGNIA(In band signaling system)系统与NR INSIGNIA系统的性能,结果表明NR INSIGNIA系统可以显著提高QoS流的平均预留包比率、投递率,减少端－端延迟。     

衰落信道下的无线Ad Hoc网络的有效仿真

现有的网络仿真软件对无线信道尤其是移动衰落信道支持较弱,这些软件大都假设信道在帧的传输期间保持恒定,而在帧与帧之间变化.本文指出,这种基于帧的模型不能有效地仿真无线Ad Hoc网络的节点移动特性,网络的仿真要能够刻画信道在帧内的变化,因而提出了基于bit的模型.仿真结果表明,在基于bit的信号接收模型下,误帧率随着节点移动速度的增加急剧增长,而使用基于帧的模型得到的误帧率与移动速率无关.该模型对于目前的Ad Hoc网络的交叉层协议设计具有重要的参考价值.     

TCP Veno在无线Ad Hoc网络中的性能比较研究

TCP Veno是一种新的无线网络环境下TCP的拥塞控制机制,它综合了TCP Reno和TCP Vegas的特点,对单跳无线网络的性能有了较大的改善。对TCP Veno应用于无线多跳网络中的性能进行研究,将TCP Veno在三种不同的无线Ad Hoc路由协议下的性能进行了仿真分析和比较,结果显示TCP Veno在不同的路由协议下的性能有所不同,通过比较,可以找到一个在无线Ad Hoc网络中更适合TCP Veno的路由协议。     

多信道Ad Hoc网络中位置路由协议研究

在Ad Hoc网络中,利用位置信息可以提高路由协议的性能,但目前的基于位置的路由协议主要是在单信道模型下设计的。为了利用多信道的优势,给出了一个综合利用位置信息和多信道模型的路由协议。该路由协议主要思想是用一个信道接收数据,另外一个信道发送数据,减少包传递时延迟。仿真结果表明,给出的路由协议在平均传包率、平均端到端时延以及汇聚吞吐量方面均优于基于单信道和位置信息的路由协议。     

无线自组网中功率控制协议研究与实现

研究和分析了无线自组网中的功率控制的问题.从无线自组织网络中数据通信过程入手,分析了其MAC协议中功率控制的基本思想,并提出了'功率控制算法,同时根据该算法改进了CSMA/CA协议的接入机制.详细介绍了改进后的CSMA/CA功率控制原理,推导了改进后的协议中数据发送功率的计算公式,以及改进后的CSMA协议的工作流程.最后对功率控制协议进行性能分析,分析表明信道利用率改进后的CSMA/PC协议比传统的CSMA/CA协议的一般高10%左右,改进后的协议能够达到提高网络容量,降低网络功耗的目的.     

无线自组网多播协议的设计与仿真

在Ad hoc网络中,为了平衡能耗与鲁棒性,结合基于树和基于网格的多播协议的特点,给出了一个新的多播路由协议,基于Power aware优化的备用路径的多播协议(power aware-backup tree multicast,Pa-BTM).该协议采用主树和备用树相结合使用的方法,当主树损坏后立即采用备用树进行工作,提高了鲁棒性,同时基于树的结构也减少了能量的消耗.最后,使用仿真工具GloMosim对MAODV,ODMRP及Pa-BTM模拟仿真.仿真结果表明,该协议在包分发率和能量效能等性能上有所改善,可以较好地提高网络生存时间.     

Ad Hoc网络中基于网络编码的无线路由协议研究

为了解决分布式编码感知路由(DCAR)中可能出现的吞吐量减少的问题,提出了一个支持网络编码技术的无线路由协议,以提高网络吞吐量.在路由发现过程中,每个节点利用路径信息和路由请求包(RREQ)来判断编码的可能性,必要的时候通过路由转换的方式来寻找具有网络编码机会的路由.仿真结果表明,协议能有效的发现具有编码机会的路由,进而提高网络吞吐量.     

Hierarchical management protocol for constructing a QoS communication path in wireless Ad Hoc networks

An Ad Hoc network consists of mobile hosts that can dynamically construct a wireless network without base stations. Due to the limited communication range, a source host usually needs other hosts to relay messages to the destination in a multi-hop manner. Consequently, establishing a routing path from the source to the destination is a basic requirement for providing communication service between any pair of mobile hosts. This study proposes a two-level management approach for efficiently constructing and maintaining a QoS routing path in Ad Hoc wireless networks, significantly reducing the quantity of control packets. In the first phase, the mobile hosts are partitioned into a number of complete graphs, each represented by a Supernode managed by an agent. The Ad Hoc network topology is thus transformed to an Agent-based Graph (AG). In the second phase, some agents of a larger degree than neighboring agents are selected as core nodes. The core nodes then virtually construct a Core Graph (CG). The proposed two-level hierarchical management and bandwidth-looking-ahead technologies can efficiently establish and maintain a QoS communication path at a low control packet cost. Simulation results indicate that the proposed management model significantly reduces the number of control packets in areas with very large numbers of mobile hosts.     

无线自组织网络中的服务质量控制

自组织网络是未来无线通信系统中的重要组成部分,随着用户多媒体业务需求的不断增长,服务质量控制成为自组织网络研究中不可避免的问题。根据目前的研究结果,总结分析了在无线自组织网络中进行服务质量控制设计的基本思想,包括系统模型、信令协议、路由算法、MAC层算法等,并讨论了其未来发展方向。     

基于iOS的自组网协同处理模型设计与实现

针对移动智能设备在没有网络基础设施的偏远区域,或是自然灾害破坏了网络基础设施,或是网络信号差的区域,无法进行即时通信和资源文件的共享等问题,本文提出了一种基于iOS的自组网协同处理模型。该模型利用iOS的多点连接框架,实现移动终端在中等距离下即时通信、数据文件共享以及信息协同处理。实验结果表明,该协同处理模型使得自组网内的节点能够充分利用其他节点的资源,协同计算、协同存储、共享数据文件,使得自组网整体性能得到较大增强。     

基于邻居路由的Ad Hoc网络虫洞检测

针对Ad Hoc网络中虫洞检测方法带来的高时延和能耗问题,提出一种低时延和能耗的轻量级虫洞检测方法。即在节点查询路由后,利用路由节点的邻居数目,找出可能受虫洞影响节点的集合,同时依据路由节点的某个邻居节点的路由信息,进一步确定路由节点是否受虫洞影响。仿真结果表明,该方法可有效减少虫洞检测中的路由查询次数,并且与DeWorm和E2SIW方法相比,可有效减少时间延迟和能量消耗。     

Ad Hoc网络中基于位置的安全路由协议

在移动Ad Hoc网络环境下,基于位置的路由协议使用位置信息进行报文的转发,在性能方面明显优于基于拓扑图的路由协议。现在虽然研究Ad Hoc中安全路由协议的很多,但是却很少考虑到基于位置的路由协议的安全性。在网格定位服务(GLS)的基础上,提出了安全的新协议。新协议补充了TESLA方案,添加了新节点加入网络的认证过程,以适应Ad Hoc 网络高移动性和高灵活性的特点,从而可以有效地抵御外部节点的攻击。最后的仿真结果显示,当有中断攻击节点存在的情况下,新协议有效地孤立了攻击节点,性能上优于GLS。     

基于能量管理的移动Ad Hoc网络QoS路由协议

实现QoS路由是保证在移动Ad Hoc网络中进行高效的多媒体业务传输的关键,然而现有的QoS路由协议很少考虑节能的问题,对此提出了一种基于能量管理的QoS路由协议.其能量管理机制采用跨层设计的思想,通过通信事件和定时器来激发移动节点在节能模式和活跃模式之间切换以达到节约能耗的效果.仿真结果表明,该协议显著地延长了网络生存时间,具有较好的性能.     

无线Ad Hoc网络中可靠路由的研究

改进了ETX算法,提出了将动态ACK算法与改进的ETX算法相结合的新的链路状况监测算法,以便在选路时忽略质量不好的链路。建议了一种从中间节点开始恢复的备用路由机制以便在链路断时能快速恢复,取代了笔者之前提出的QDSR基于源节点的备用路由机制。NS2仿真实验结果表明,在节点移动速度较小的较大规模移动Ad Hoc网络中,改进后的算法明显减少了路由错误,并且减少了路由发生错误后重新找到一条路径所需要的平均时间。