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作为21世纪重要的技术之一,无线Ad Hoc网络受到了广大研究者的关注,并得到了广泛应用。天线技术的发展给无线Ad Hoc网络带来众多好处的同时,又使其面临诸多挑战,作为网络协议栈中重要组成部分的MAC协议尤为突出。相比于传统的基于全向天线的MAC协议,定向MAC协议充分利用定向天线的方向性增大网络节点的传输范围,减少节点间的干扰,进而提高整个网络的性能。在基于定向和全向天线的混合式无线Ad Hoc网络中,定向MAC协议面临新的隐藏终端问题和“聋”问题。针对这些问题,本文提出了基于多跳RTS/CTS和天线嵌套循环旋转的混合式MAC协议-NCDMAC。NCDMAC协议利用RTS/多跳CTS+多跳RTS/CTS机制解决通信不对称问题,减少隐藏终端问题的产生,并采用天线嵌套旋转两周的方式减少“聋”问题的产生。同时,NCDMAC协议还采用新的退避机制,使转发节点和非转发节点能正确设置NAV或DNAV,以解决转发节点如何退避的问题。为验证NCDMAC协议的正确性,文中利用马尔可夫链对混合式DCF进行建模,推导出NCDMAC协议在理想信道状态下的饱和吞吐量、饱和时延和饱和丢包率,并利用数学工具Matlab计算出在不同节点数目的网络中这三种参数的分布情况。计算和分析结果表明:NCDMAC协议在理想信道条件下的饱和吞吐量和MMAC以及Circular-MAC相当,饱和时延则会偏大,饱和丢包率偏小。文中还在NS-2下实现了NCDMAC协议,并和DMAC、MMAC以及Circular-MAC协议进行了比较。模拟测试表明:NCDMAC协议在增加一定通信时延的情况下,能够解决混合网络下的“聋”问题和隐藏终端问题,并带来比DMAC、MMAC和Circular-MAC协议更大的网络吞吐量,适合于对吞吐量要求高而对时延要求低的网络。总之,我们为基于定向和全向天线的混合式无线Ad Hoc网络设计了一种MAC协议-NCDMAC,并且做了大量实验。研究结果具有较好的理论和实践价值。