移动AD HOC网络MAC协议公平性的研究与改进

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AD HOC网络是一种没有基础设施支持的自组无线移动网络,被广泛应用于各种应急场合。在AD HOC网络中,信道带宽非常有限,在数据链路层,多个节点共用一个信道。当前,很多AD HOC网络采用IEEE802.11 DCF机制来解决信道共享问题,802.11 DCF的核心BEB算法,具有严重的不公平性。由于网络中各终端节点既是终端又是转发节点,一个信息的发送可能需要经过n个节点的转发。如果其中某个节点不能竞争到信道,则会影响整个网络的性能,尤其在某些实时性要求比较高的领域,现有的AD HOC网络MAC机制很难满足要求。  本文深入研究了AD HOC网络MAC不公平性产生的原因,分别在理论和仿真上给予了阐述。通过不公平性的分析,本文提出了2种公平性改进算法。第一种改进算法是以节点为单位,节点通过与参考值比较,通过公式计算判定自己在下一阶段是该增强竞争力还是减弱竞争力。第二种改进算法是以流为单位,通过各流的服务指数来调整退避时间,从而实现公平。通过NS2模拟仿真证明,两种方法都在不同程度的提高了系统的公平性。尤其第二种改进算法,系统的公平性有超过15%的提高。但两种算法都存在一定的不足,就是系统中的吞吐量有少许下降。  文章最后对本文公平性研究作了总结,并且提出采用“非合作博弈论”来解决信道竞争的设想,以供学者们讨论。
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