戰(zhàn)術移動Ad Hoc網(wǎng)絡路由及MAC協(xié)議研究.pdf

1、戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡指的是由若干帶有無線收發(fā)信機的節(jié)點構(gòu)成的一個自組織網(wǎng)絡，它可以不依賴預先存在的網(wǎng)絡基礎設施而快速展開。各節(jié)點可以在不進行事先通知的情況下自由進入網(wǎng)絡和離開網(wǎng)絡且不會導致整個網(wǎng)絡陷入癱瘓。本文研究的目的就是要在復雜而惡劣的戰(zhàn)場網(wǎng)絡環(huán)境中，針對戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡的特殊要求，提出適用于戰(zhàn)場環(huán)境的路由協(xié)議和媒體訪問控制(MAC-Medium Access Control)協(xié)議。
　　本文針對現(xiàn)有ad hoc網(wǎng)

2、絡表驅(qū)動路由和按需路由協(xié)議的缺陷，提出了適用于戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡的混合式路由協(xié)議AHHR(Ad Hoc Hybrid Routing)。在AHHR中，節(jié)點工作在混雜接收模式，這樣節(jié)點就可以通過監(jiān)聽網(wǎng)絡中的分組傳輸來學習到更加豐富的路由。AHHR充分利用了表驅(qū)動路由和按需路由的各種優(yōu)點，它使用了類似DSR(Dynamic Source Routing)路由協(xié)議的機制來發(fā)現(xiàn)路由，并通過邊權值管理和路由公告來獲得和維護網(wǎng)絡拓撲。與傳統(tǒng)的

3、跳數(shù)最小的選路原則不同，AHHR的選路原則是邊權值和最大，這樣就可以保證所選擇的路由具有較高的可靠性。根據(jù)不同的拓撲變化速度，AHHR可以在表驅(qū)動路由和按需路由之間自適應地切換。AHHR在綜合性能上優(yōu)于現(xiàn)有的ad hoc網(wǎng)絡路由協(xié)議。
　　在戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡負載平衡是路由算法的一個重要考慮參數(shù)，忽視負載平衡的路由算法將會導致網(wǎng)絡中的一些節(jié)點出現(xiàn)過度擁塞的情形，從而導致系統(tǒng)性能急劇下降。針對戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡對

4、負載平衡的特殊要求，本文提出了LBHR(Load Balance Hybrid Routing)路由協(xié)議。LBHR以AHHR為基礎。在LBHR中，負載較重的節(jié)點將丟棄收到的路由請求，也就是說過載的節(jié)點不參與路由發(fā)現(xiàn)過程。LBHR充分利用了節(jié)點的路由表，在一對源節(jié)點和目的節(jié)點間，構(gòu)造了多條路徑，并在數(shù)據(jù)傳輸時，使用多條路徑來發(fā)送數(shù)據(jù)分組。LBHR可以較好地滿足戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡對負載平衡的要求。
　　針對在戰(zhàn)場上廣泛使用的半雙

5、工電臺只有單信道的現(xiàn)狀，本文提出了一種新的適用于戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡的媒體訪問控制協(xié)議－SCMA(Single Channel Multiple Access)。通過載波監(jiān)聽，并使用RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)控制分組，SCMA在單一信道條件下，較好地解決了隱藏終端問題。SCMA中的數(shù)據(jù)分組沖突概率遠小于非堅持型CSMA(Carrier Sense Multiple Access)。S

6、CMA以增加控制分組為代價，換來了吞吐量的增加。
　　本文還同時分析了有中心節(jié)點的戰(zhàn)術移動ad hoc網(wǎng)絡的特點，并提出了PAMA(Priority Alternation Multiple Access)媒體訪問控制協(xié)議。PAMA以SCMA為基礎。PAMA與SCMA有著相同的定時模型和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。兩種協(xié)議都應用在單信道半雙工電臺上。SCMA協(xié)議適用于多跳網(wǎng)絡，而PAMA則適用于有中心節(jié)點的網(wǎng)絡。在PAMA協(xié)議中，在不同的訪問周期