基于擬生滅過程的無線Ad Hoc網(wǎng)絡若干技術研究.pdf

1、無線Ad Hoc網(wǎng)絡的組網(wǎng)靈活性及抗毀性等特點，使其在軍用和民用領域內得到了廣泛的應用，但是其劇烈變化的拓撲結構、有限的帶寬資源以及共享信道上的競爭沖突給Ad Hoc網(wǎng)絡技術的發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)，也使得無線Ad Hoc網(wǎng)絡的相關技術成為研究的熱點。
　　本文利用生滅過程和擬生滅過程對Ad Hoc網(wǎng)絡的分簇算法、節(jié)點故障維護策略以及MAC層接入?yún)f(xié)議技術進行了建模和分析，具體體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　1)建立了多信道接入的分簇網(wǎng)絡中

2、簇頭節(jié)點處理數(shù)據(jù)請求過程的生滅模型。利用概率分析的方法，引入阻塞概率和信道的平均利用率作為額外的簇頭選舉因子對分簇Ad Hoc網(wǎng)絡中的按需加權自適應分簇算法(Adaptive On-demand Weighted，AOW)進行了改進，并進行了仿真實驗，實驗結果表明，改進算法后，減少了數(shù)據(jù)請求阻塞，提高了簇頭的平均服務時間，使網(wǎng)絡拓撲結構更加穩(wěn)定。
　　2)建立了無線Ad Hoc網(wǎng)絡中按需路由協(xié)議路由發(fā)現(xiàn)過程中源節(jié)點生成子樹生滅過程

3、模型（Sub-Tree-BD模型），利用矩陣分析方法進行求解，推導出了生成子樹規(guī)模變化以及生存時間的概率表達式;基于該模型，建立了Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點故障及生成子樹維護過程的擬生滅模型，利用概率分析方法，推導了在系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)下，節(jié)點故障率、維護過程空閑策略以及系統(tǒng)載荷之間的關系式，對空閑策略對網(wǎng)絡性能和網(wǎng)絡載荷的影響進行了分析，并通過仿真實驗進行了驗證，實驗結果表明，該模型可優(yōu)化Ad Hoc網(wǎng)絡中的資源分配，為制定維護策略提供參考。

4、
　　3)在對單跳和多跳Ad Hoc網(wǎng)絡中MAC層上分布式協(xié)調功能(DistributedCoordination Function，DCF)協(xié)議的節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送過程分析的基礎上，依次建立了單跳網(wǎng)絡無限隊長擬生滅模型、單跳網(wǎng)絡有限隊長擬生滅模型、多跳網(wǎng)絡無限隊長擬生滅模型和多跳網(wǎng)絡有限隊長擬生滅模型，利用矩陣分析和數(shù)學歸納方法對模型進行分析求解，推導了節(jié)點緩沖隊列無限大時避免網(wǎng)絡達到飽和的控制條件，并建立了數(shù)據(jù)速率的閾值方程;推導了

5、節(jié)點緩沖隊列為有限時過程的平穩(wěn)分布，建立了丟包率、平均延遲等網(wǎng)絡指標的概率表達式。并通過仿真實驗進行了驗證，實驗結果表明，理論結果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好，表明該模型可以描述Ad Hoc網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送過程中的競爭退避過程，該模型為Ad Hoc中通過數(shù)據(jù)速率控制避免網(wǎng)絡擁塞提供了一個量化依據(jù)，也為特定網(wǎng)絡規(guī)模下路由協(xié)議的選擇提供了一種參考。
　　4)在多跳網(wǎng)絡有限隊長擬生滅模型和二進制指數(shù)退避(Binary Exponential Ba