论文部分内容阅读
无线自组织网络(Ad Hoc Networks)是一种具有无基础设施,自行组织,快速配置等特点的对等式网络。网络由协同传送信息的大量自组织节点组成,共同承担网络构造和管理功能。这些节点除了完成传统网络节点所具有的通信功能外,还起着路由器的信息转发作用,具有对无线资源的空间复用能力。随着无线通信技术的飞速发展与广泛应用,越来越多的语音、视频等多媒体实时业务希望在无线网络上的通信可以像在有线网络上一样提供服务质量(QoS)的保障。由于无线自组织网络具有使用无线信道和多跳传输方式,网络拓扑动态变化、节点能力受限等特点,其体系结构和实现技术与传统的网络有很大区别。传统固定网络和蜂窝移动通信网中服务质量QoS保障和应用的各种协议和技术无法被直接使用,因此需要设计专门的协议和技术。论文针对无线自组织网络的特点,对影响Ad Hoc网络服务质量的关键技术展开研究,主要包括Ad Hoc网络的MAC接入方法、网络拓扑管理、路由协议算法和网络资源分配策略四个方面。在MAC接入技术方面,研究了在Ad Hoc网络中被广泛应用的802.11DCF协议。针对采用DCF策略在网络拥塞情况下所存在的严重不公平现象,提出了一种基于负载检测的自适应退避算法LDBSB。该算法引入了一个新的判断信道拥塞程度的指标,根据指标动态地调整节点竞争窗口的大小,从而改善了原有的不公平现象,提高了信道整体接入效率和网络传输性能。在研究和比较了多种拓扑控制协议的基础上,针对大规模无线传感器网络应用的要求,设计出一种基于移动代理的拓扑控制算法MABCLTC,从拓扑建立、数据传输和拓扑结构维护对算法进行了详细描述。通过二级移动代理来搜集数据,减少了簇头通讯过多而导致的能量消耗,同时保持了网络拓扑结构和上层协议栈的稳定,避免了更换协议导致的大量的能量消耗。在网络路由算法方面,对无线自组织网络中常见的分层路由协议进行了研究,提出了提前选取策略PSBA(Pre-Select Based Approach)来进行节点管理。在成簇阶段,通过预先选取若干工作节点来代替所有节点工作,以减少网络的数据冗余和节点的能量消耗;利用引入适当的阈值来选择工作节点,减少簇头选择过程的额外开销,延长节点生存时间。论文还对目前网络带宽资源的分配技术进行了研究,对采用基于微观经济学的拍卖方式来作为通过市场机制实现网络带宽资源有效配置的方案,以及利用效用(utility)函数来评估用户的满意度的方法进行了分析和评价,在微观经济学方法的累进第二价格拍卖(progressive second price,PSP)模型基础上,给出了一种使用可变的保留价格(reserve price)的拍卖算法来进行无线网络带宽资源分配的方案。在带宽资源有限的条件下,实现了用户群体中对服务质量满意的用户的数量最大,网络吞吐量最大的目标。