论文部分内容阅读
IEEE 802.11 DCF协议以其简易性与健壮性成为目前主流的无线Ad hoc 网络的MAC协议,其基本思想是载波侦听与冲突避免。同时,DCF协议也提供了两种数据包传输机制:二次握手机制(又被称作为基本机制)和四次握手机制(又被称作为RTS/CTS机制)。为了适应时变的信道条件并获得更好的信道利用率,IEEE 802.11支持多种数据传输速率,例如802.11b支持1、2、5.5、11Mbps四种速率,而802.11a支持从6Mbps到54Mbps八种速率。因此,为了充分利用多速率来提高网络吞吐量,设计良好的路由协议至关重要。
传统的无线Ad hoc网络路由协议都是基于单速率环境下设计的,而且大多数路由协议都以源和目的节点之间的最少跳数为路由判据进行路由选择。由于高传输速率与有效的传输范围之间存在固有的权衡,最少跳数倾向选择长距离低速率链路,严重制约网络的吞吐量。同时,经典的通信协议分层思想没有考虑层次之间的相关性,无法动态适应网络时变的信道质量,造成部分链路不可用。
本文首先介绍了IEEE 802.11标准的物理层多速率特性,以及支持多速率的MAC层自适应机制,并分析了多速率对路由协议的影响。然后,分析总结了多速率路由研究现状,重点分析多速率跨层路由协议。最后,在分析无线媒介接入竞争和冲突退避情况的基础上,提出了一个负载感知跨层路由协议(简称LACR协议)。该协议通过跨层设计方法,利用端到端延迟动态衡量链路带宽,根据本地的信道忙率来划分网络负载水平进行拥塞控制。同时,它采用了节点休眠唤醒机制来实现路由且由MAC层检测链路连接性,减少了HELLO分组开销。仿真结果证明,当网络负载增加时,该路由协议能均衡网络负载,有效地减少冲突开销,从而提高了网络的整体性能。