Ad Hoc网络联合物理层MAC协议设计研究

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Ad Hoc网络的MAC协议研究

科技信息．
计算机与网络
ＡｏｄＨｃ网络晌ＭＡＣ协议研穷
西安建筑科技大学建筑设计研究院重庆分院刘剑斌中冶赛迪集团王国交
［摘要］ｄＨｏＡｃ网络是由一组自主的无线节点或终端相互合作而形成的，独立于固定基础设施的分布式网络。在单信道条件下，所有移动节点共享一个无线信道，需要有效的ＭＡＣ层协议来协调各节点对信道的访问。在分析已有ＡｄＨｏｃ网络ＭＡＣ协议的基础上，着重分析信道接入的公平性和信道利用率等问题；而提出一种动态时延退避方案，进以提高ＡｄＨｏｃ网络信道接入的公平性并
改善网络的吞吐量。
［关键词］ｄＨｏＡｃ网络介质访问控制退避算法公平性吞吐量
０引言．
Ａｃ网络是多跳无线自组织网络，其信道接人层协议的功能是ｄＨｏ控制节点的信息传输对信道的占用，证网络的整体性能。ｄＨｃ网络保Ａｏ
１ＡｄＨｏ．ｃ网络的ＭＡＧ协议的主要功能ＡｏｄＨｃ网络的ＭＡＣ协议的最主要的功能是介质接人控制，现对实
典型的基于双信道的ＡｏｄＨｃ网络信道接入协议有双信道多址接入ＤＣＭＡ、ＡＭＡＰＳ协议等ｌＣ引。ＤＭＡ将信道分为数据信道和控制信道，退避算法采用ＭＬＤ算法，并用退避计数器广播和信道争用估计技术Ｋ来消除不平等现象。ＡＰＭＡＳ协议时基于ＭＡＡ的双信道ＭＡＣ协议，Ｃ它是具有节能作用的多址接入协议。３Ａｏ．ｄＨｃ网络的ＭＡＣ协议的改进方案本文就Ａｏ的单信道接入协议ＣＭｄｃＨＳＡ进行分析及改进。每个节点使用基于ＣＭＳＡ机制的分布接入算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。ＣＭＡ包括载波监测机制、Ｓ帧间间隔和随机退避规程，碰撞概率的大小取决于退避算法的好坏。３１进制指数退避算法ＢＢ．二Ｅ

Ad Hoc网络MAC协议公平性研究

第４２卷第６期
２１Ｏ０年ｌ２月
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Ｖｏ１４２ＮＯ．．６Ｄｅｃ２１０．０
Ｕｎｖｒｉｙｏｒｎｕｉｓ＆ＡｓｒｎｕｉｓｉｅｓｔｆＡｅｏａｔｃｔｏａｔｃ
ＡｄＨｏｅ网络ＭＡＣ协议公平性研究
数退避算法有明显的改善。
关键词：ｃ网络；布式协调功能；避算法；平性ＡｄＨｏ分退公中图分类号：Ｐ９．７Ｔ３３１文献标识码：Ａ文章编号：０５２１（０００ — ７９０１０— ６５２１）６０６ —５
ｂａｅｅｆａａｔａｋｆ）ｓｄｓ１—ｄｐｃｏｆ。理论分析及仿真ｂ
．
负载的自适应退避算法ＬＳＬａｅｅｔｎＤＢＢ（ｏｄｄｔｃｉｏ
实验表明，所提算法在网络吞吐量、时延和公平性等方面较二进制指
ｐｏｎｅＵｈａｅｎｅｓｓｏｆｃｎｎ１ａｌｃｔｏｆｉｎｅｓｗｈｎｕｓｎｇＤＣＦａｃｓｏｎｒｌｓｈｍｅｄｕｉｔｄＯｔｔｔｗａｋｓｅｈａｅｌｏａｉｎｕｎａｒｓｅｉｃｅｓｃｔｏｃｅｅ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｈａｒｅｓｏｉｔｉｕｅｏｒｉａｉｎｆｎｔｏ（Ｆ）ｉＥＥＥ８２１ｉａａｙｅ．ＩＳｅｆｉｎｓｆｄｓｒｂｔｄｃｏｄｎｔｕｃｉｎＤＣｏｎＩ０．１Ｓｎｌｚｄｔｉ

脉冲型超宽带 Ad hoc 网络多频带 MAC 协议的设计与分析

脉冲型超宽带Ad hoc网络多频带MAC协议的设计与分析王本欣刘珩北京理工大学电子工程系，北京（100081）E-mail：ahben@摘要：本文结合物理层超宽带的移动Ad hoc网络的特性，详细的分析了一种适用于多跳无线网络、基于超宽带物理层的MAC协议。

对比IEEE 802.15.3的相关性质，突显了该协议应用于超宽带物理层的优势。

协议采用多频带方法，将超宽带带宽分割成多个次频带，能够更有效的利用频谱资源，不采用单跳设计方案的跳时技术，这样的设计方案允许数据连续传输；具体的设计机制保证了在通信过程中数据包碰撞减少。

关键词：超宽带技术，移动Ad hoc网络，MAC层协议，多频带技术中图分类号：TP393.021.引言近年来，超宽带（UWB）技术发展异常迅速，超宽带无线通信良好的隐蔽性、高处理增益、多径分辨能力、高传输速率、大空间容量、极强的穿透能力以及便于多功能一体化等特点【1】，决定了其独特的军事应用价值，在无线电通信、雷达、跟踪、目标精确定位、成像、武器控制等领域发挥着巨大的作用。

超宽带的物理层实现技术已经得到长足发展，但针对超宽带技术无线自组（Ad hoc）网MAC协议的研究却对滞后，迄今还没有一种理想的MAC层协议被广泛的接受。

超宽带自身的特性以及兼顾与下层物理层相统一，为超宽带的MAC层协议设计增加了难度。

IEEE 等国际组织的开放态度，促成了现在百家争鸣的局面：世界许多公司、大学以及科研机构都在致力于适合超宽带Ad hoc网的MAC层协议的研究。

【2】针对UWB物理层的特性，重点研究一种适用于多跳无线网络、基于脉冲型超宽带物理层的MAC协议。

2.协议设计概述2.1 协议思路通过对于UWB以及Ad hoc网的研究，设计一种适用于多跳无线网络、基于超宽带物理层的MAC协议。

采用多频带方法，将UWB带宽分割成多个次频带，以更好的利用频谱资源，让每个发射机以更窄的频带发射持续时间更长的脉冲，而不采用单跳设计方案的跳时技术，此设计方案允许数据连续传输，更高效；通信过程中减少数据包碰撞。

Ad hoc网络MAC层公平性研究的开题报告

Ad hoc网络MAC层公平性研究的开题报告
研究课题背景：
移动自组织网络（MANET）是一种可以自主配置和自我组织的网络，由于可以不依赖于已有的基础设施，从而具有极高的灵活性。

其中，Ad Hoc网络是一种典型的MANET，也是如今在各种场景中被广泛应用的。

然而，由于存在共享资源等问题，Ad Hoc网络的公平性问题已经限制了
它的进一步发展。

因此，如何提高Ad Hoc网络的公平性问题成为了一个重要的研究课题。

研究内容与目的：
本文的研究目的是探索Ad Hoc网络MAC层公平性的研究，分析共
享资源的分配方案以及如何提高网络的公平性。

具体来说，将研究下列
问题：
1. MAC层公平性的定义及其重要性
2. 目前Ad Hoc网络MAC层公平性的研究现状
3. 分析现有的MAC层公平性算法和方案，并比较它们的优缺点
4. 实验基于所提方案的公平性算法，包括仿真和实际环境测试
5. 总结广义调度算法的性能，并探索未来的研究方向
研究方法：
本文的研究方法主要包括文献研究和实验研究两种方法。

首先，利
用文献研究法对目前Ad Hoc网络MAC层公平性方案进行全面的梳理。

其次，基于已经存在的MAC层公平性算法和方案，设计自己的公平性算法，并在仿真环境和实际环境中进行测试和验证。

研究意义：
本文的研究意义在于为提高Ad Hoc网络的公平性问题提供新的思路和方法。

同时，本文研究可以让人们更深入的了解Ad Hoc网络MAC层公平性问题，并为未来的研究提供参考。

此外，本文的研究结果可以用于实际应用中，优化Ad Hoc网络性能，提高网络的质量。

Ad-hoc网络的关键技术——MAC层协议研究

致了不必要的禁止节点接入信道操作。
大多数无线收发机仅仅允许单一的频率上以半双工方式通信。当一个节点进行发送的时候，部大
分信号的能量泄漏到接收路径上。在同一频率上，
能会有多个无线设备同时接入信道，致分组之间导相互冲突，接收机无法分辨出接收到的数据，致使导信道资源浪费，吐量显著下降。为了解决这些问吞
信号发送的功率远远超过接收到的信号功率。所以
发射结点在发送的同时只能检测到自己发送的信号。对于移动Ａｄ—ｈｃ网络来说，道接入的控制ｏ信必须是分布式的。每个移动节点必须知道自己周围
ｌ
２００６年第７期
中图分类号：Ｎ２Ｔ９文献标识码：Ａ文章编号：０９５２２ｏ１１０ —２５（０６０７一Ｏ９ —００７３
Ａｄ—ｈｃ网络的关键技术— — ＭＡｏＣ层协议研究
作者简介：李哲（９１，军工程大学电讯工程学院硕士在渎，１８一）空主要研究方向为航空数据链。
在协议栈中，Ｃ层协议位于数据链路层的底ＡＭ部、理层的上部。无线通信的特性决定了无线物ＡＭＣ层协议的实现面临很大的挑战。无线传输信
号的强度会随与发射机距离的增加而急剧下降。发送的检测和接收依赖与发射机和接收机之间的距

移动 Ad hoc网络中MAC协议分析及研究

移动Ad hoc网络中MAC协议分析及研究1赵磊，刘皓明，顾燕河海大学电气学院，南京 (210098)E-mail：zhao_xinlei@摘要：本文介绍了移动Ad hoc网络的MAC（媒质访问控制）协议，分析了协议研究所面临的问题，引出了由于节点感知信道状况的不同而导致的隐藏终端和暴露终端问题，它严重影响了媒质接入协议的性能，影响了网络的吞吐量和信道的利用率和公平性。

本文详细地对这一问题进行了分析，并讨论了基于单信道的握手机制、基于双/多信道的握手机制、基于忙音检测法、基于空分多址法以及基于轮询法，最后提出了在采用功率控制机制的基础上，结合多信道技术的解决方法，这样，不但减少了节点的功率消耗，同时也有效解决了隐藏终端和暴露终端所带来的干扰，有利于提高网络吞吐量。

关键词：移动Ad hoc网络；MAC；隐藏终端；暴露终端中图分类号:TN915.041. 引言移动Ad hoc网络是由一组静止或移动的节点组成的，一种不依赖于现有的网络基础设施和采用分布式管理的自组织网络，可以提供有效的数据和多媒体通信服务。

在移动Ad hoc 网络中，媒质（即无线信道）是一种共享和稀缺的资源，有效而且公平地控制无线节点的信道接入成为一个相当复杂的任务。

因此，人们付出了大量的努力，研究针对MAC协议的改进方案，MAC协议主要解决如何在相互竞争的用户之间分配无线信道，即无线节点如何接入无线信道来发射数据帧的问题[1]。

由于无线网络是开放式信道，使得发送节点与接收节点感知的信道状况可能不同，从而带来隐藏终端和暴露终端问题，媒质访问控制机制必须设法解决这些问题，从而具有尽可能小的时延，尽可能高的网络吞吐量。

2. MAC协议研究所面临的问题与单跳的蜂窝网络不同，移动Ad hoc网络中MAC协议的设计面临新的问题[2]：1）MAC 协议相关的无线接收问题；2）无线带宽资源有限；3）能量有限；4）多跳共享信道对MAC 协议的影响；由于无线信道是多跳共享的广播信道，带来的直接影响就是报文冲突与节点所处的位置有关，而报文冲突只是局部事件，并非所有节点都能感知，这使得发送节点和接收节点感知到的信道状况不尽相同，会带来隐藏终端和暴露终端等一系列的问题。

Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究.doc

Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究Ad Hoc网络是由一组带有无线射频的可移动终端组建的多跳自治系统。

由于其具有易部署、自组织、无需借助基础设施等特点,可广泛用于军事、灾后救援、环境监测等领域,然而网络受带宽资源有限、分布式的竞争接入、动态拓扑特性等影响,使得信道接入协议与路由协议的设计受到极大挑战。

论文分别从Ad Hoc网络MAC层DCF协议建模、信道接入协议设计、路由度量、备份路由协议以及适用于多射频多信道Ad Hoc网络路由算法等问题展开深入分析和探讨,主要研究贡献归纳如下:当前,对于802.11的DCF非饱和性能分析大多是采用二维马尔可夫链进行数学建模。

根据协议补充版本提出的Post-backoff过程,同时考虑到DCF机制对竞争节点的具有公平服务特征,推导出节点相邻两个包服务的时间间隔,从而求出节点工作在非饱和态下的传输周期,并得到吞吐量的数学表达式,这就大大简化了模型的复杂性。

仿真验证了该方法能够有效地预测网络性能。

随着网络节点数目的增多,每次传输碰撞的概率随之增大,导致DCF机制的性能下降。

在最佳窗口机制OCB(Optimal Constant Backoff)的基础上,为降低传输冲突概率,提出一个新的信道接入协议OCB-VCS。

如果多个节点的退避计数器同时递减到0,它们应进入一个包含多个竞争周期的虚拟冲突解决阶段;在每个竞争周期内,各竞争节点通过发送突发分组来声明对信道的占有,如果节点在此期间发现信道繁忙,它将退出竞争;最后,通过对该过程的数学建模,表明OCB-VCS具有较高的接入成功效率,仿真也证实了与DCF和OCB相比,OCB-VCS能够有效降低冲突概率,并提高网络吞吐量。

基于802.11协议MAC层重传策略,提出一个衡量节点接入能力的参数CAM,以体现节点周围信道的繁忙程度及其抢占信道能力。

在此基础上,联合MAC层和网络层进行跨层设计,提出了一个拥塞感知路由CAOR(Congestion Aware On-demand Routing)协议。

关于Ad-Hoc网络MAC协议性能分析的研究

关于Ad-Hoc网络MAC协议性能分析的研究本文提出了IEEE802.11无线局域网一种新的“常数竞争窗口/DCF”（DCF/W）MAC协议。

首先提出了一个数学模型来分析DCF/CCW的吞吐量和访问时延情况。

分析表明，DCF/CCW的性能在不同的网络规模下存在很大的区别。

通过进一步分析研究说明，我们可以很容易获得一个已经给定的网络规模所对应的“最优常数竞争窗口”（optimal W），从而最大限度地提高系统的吞吐量。

所提供的优化机制“最优常数竞争窗口”（optimal-DCF/W）正是基于这方面的知识选择不同的网络规模对应的最优常数竞争窗口。

仿真结果表明，与IEEE802.11 DCF相比，optimal-DCF/W在吞吐量和接入时延有了明显的改善。

标签：常数竞争窗口ADhoc1 介绍在广受欢迎的广泛应用WLANs IEEE802.11标准[1]的基础上，主要的MAC 技术称之为分布式协调功能(DCF)。

DCF是基于多重存取载波监听和避碰(CSMA / CA)方案和开槽的二进制指数后退(BEB)规则。

自从IEEE802.11协议问世以来，许多文献分析了DCF的性能。

他们共同的结论是，虽然DCF简单且易实现的理想方案，但其性能并非最优，因为它需要多次尝试找到大致最好的竞争窗口，且每当传输成功后其最优竞争窗口将被还原到PHY层最小竞争窗口。

本文介绍的DCF方案是在假定站点在一个给定的时间里不知道任何网络状态情况下进行的。

然而，之前的一些文献表明一些网络动态信息可以通过监测频道获取。

其中的一些文献已经开始使用这些信息来优化WLANs IEEE802.11的性能。

参考文献[2]根据收到的网络竞争节点数量来选择竞争窗口。

参考[3]给出一个复杂的自适应机制即通过给定的节点拥挤度来选择合适的竞争窗口的大小。

参考[4]基于传输率提供了一个最佳常数窗口监测最佳传输概率。

在本文中，我们提出了一个新的MAC协议即DCF/常数竞争窗（DCF/CCW）协议在IEEE802.11的无线局域网实施。

Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究的开题报告

Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究的开题报告一、题目简介题目：Ad Hoc网络MAC协议模型分析及路由协议问题研究背景：Ad Hoc网络是一种无需基础设施的网络，其中的节点可以随时加入或离开网络。

在Ad Hoc网络中，节点间通信需要借助MAC协议和路由协议。

针对Ad Hoc网络的特点和需求，本文从MAC协议和路由协议两个方面进行研究。

主要内容：本文将首先研究不同的MAC协议对Ad Hoc网络性能的影响，分析它们的优劣及适用场景。

然后研究Ad Hoc网络的路由协议和路由策略，探讨如何提高网络的稳定性和性能。

最后，实际在Ad Hoc网络中应用所选定的协议和策略，并进行实验测试。

二、研究目的和意义1. 研究Ad Hoc网络MAC协议对性能影响及适用场景，可以为实际应用提供可靠依据。

2. 研究Ad Hoc网络路由协议和路由策略，可以提高网络的稳定性和性能。

3. 在实验测试中，对所选定的协议和策略进行应用和验证，可以进一步探索Ad Hoc网络的潜力和优化方向。

三、研究方法和步骤1. 收集并分析当前常用的MAC协议，包括常见的基于CSMA/CA、TDMA、CDMA等的MAC协议，并比较它们的优缺点及适用场景。

2. 分析Ad Hoc网络的路由协议和路由策略，包括常见的距离向量算法、链路状态路由协议，以及不同的路由策略如最短路径、最小成本等；同时探讨如何提高路由效率和鲁棒性。

3. 在实验测试中，基于网络仿真工具ns-3，载入所选定的协议和策略，并进行性能评估，包括网络吞吐量、延迟、能耗等。

四、研究预期结果及创新点1. 对Ad Hoc网络MAC协议和路由协议进行分析，提供适用场景和选用建议，增强网络性能和稳定性。

2. 在实验测试中，探索Ad Hoc网络的潜力和优化方向，为未来的应用提供参考和指导。

3. 本文的创新点在于将MAC协议和路由协议进行结合分析，为Ad Hoc网络提供全面的解决方案。

Ad Hoc网络中基于位置的路由协议和MAC协议研究的开题报告

Ad Hoc网络中基于位置的路由协议和MAC协议研究的开
题报告
一、研究背景
随着移动设备的普及和无线技术的发展，Ad Hoc网络已经被广泛应用于军事、应急、救援等领域中。

Ad Hoc网络由于无需固定的基础设施，具有自组织、自适应、灵活性等优点，在复杂环境中具有重要的应用价值。

而基于位置的路由协议和MAC协议则是Ad Hoc网络中的重要技术，可以有效地提高网络的可靠性和性能。

二、研究目的
本文旨在深入探究Ad Hoc网络中基于位置的路由协议和MAC协议的原理和设计机制，分析其优缺点及适用场景，并对目前的研究现状进行全面的梳理和总结，为后续的研究提供参考。

三、研究内容
本文将主要从以下几个方面展开研究：
1. Ad Hoc网络的介绍：介绍Ad Hoc网络的基本概念、特点、应用等方面。

2. 基于位置的路由协议研究：介绍基于位置的路由协议的原理、分类、优缺点等方面，以及常用的基于位置的路由协议的比较和分析。

3. MAC协议研究：介绍MAC协议的常见分类、设计原则、性能指标等方面，以及常用的MAC协议的比较和分析。

4. 基于位置的路由协议和MAC协议结合研究：分析基于位置的路由协议和MAC 协议结合的优势和存在的问题，并对相关研究进行综述。

5. 未来发展方向：根据目前的研究现状和趋势，展望基于位置的路由协议和MAC协议在未来的发展方向。

四、研究意义
Ad Hoc网络是一种重要的无线网络结构，基于位置的路由协议和MAC协议是该网络中的关键技术。

深入探究这些技术的原理和设计机制，对于提高Ad Hoc网络的性能、可靠性和应用效果，有着重要的意义。

关于Ad—Hoc网络MAC协议性能分析的研究

表明，与ＩＥ８２１ＤＦ相比，ｐｉｌＤＦＥＥ０．１Ｃｏｔ — ＣＮＶ在吞吐量和接入ｍａ时延有了明显的改善。
存在２５个竞争节点，到５分钟Ｂ￣系统仿真结束（：直－０，ｔ注该
系统不涉及隐藏终端的存在可能）各节点均工作在基本。接入模式下且处在饱和状态，其余参数见表１。的优化机制 “ 优常数竞争窗口 ”ｏｔｌＤＦＷ）是基于这方最（ｐｉ — Ｃ／正ｍａ
基础上，主要的ＭＡＣ技术称之为分布式协调功能（Ｃ）ＤＦ。ＤＣＦ是基于多重存取载波监听和避碰（ＳＣＭＡ／Ｃ）案Ａ方
ＤｌＳＦ
５０Ｕ
ＴＨＰＹ
１２Ｕｓ９＋１ＵＳ１２Ｂｔｓ４ｙｅ０
在不同的网络规模下存在很大的区别。过进一步分析研究说明，通我
然后每分钟增加５个新竞争节点，４５分钟时，系统到～该
们可以很容易获得一个已经给定的网络规模所对应的 “ 最优常数竞争窗口”ｏｔｌ）从而最大限度地提高系统的吞吐量。所提供（ｐｉｍａＷ，面的知识选择不同的网络规模对应的最优常数竞争窗口。仿真结果
参考Ｉ于传输率提供了一个最佳常数窗口监测最佳传输４１基概率。在本文中，我们提出了一个新的ＭＡＣ协议即ＤＦＣ／常数竞争窗（Ｃ／Ｃ）议在ＩＥ８２１ＤＦＣＷ协ＥＥ０．１的无线局域网实施。ＤＣ／Ｃ的主旨是直接给出竞争节点一个常数ＦＣＷ

移动Ad hoc网络MAC协议研究及性能仿真的开题报告

移动Ad hoc网络MAC协议研究及性能仿真的开题报告一、选题背景与研究意义随着移动通信技术的不断发展，移动Ad hoc网络（MANET）的应用越来越广泛。

MANET是由一群移动节点组成的自组网络，每个节点都可以充当路由器和终端，从而实现自适应路由。

在MANET中，节点之间的通信没有固定的基础设施，因此需要一种有效的MAC协议来控制节点的接入和通信，以确保网络的鲁棒性和性能表现。

传统的有线网络MAC协议不能直接用于MANET，需要进行改进和优化。

经过多年的研究，已经出现了多种适用于MANET的MAC协议，如SMAC、DSMAC、T-MAC等。

各种MAC协议根据不同的网络环境和应用需求设计而成，具有不同的优点和局限性。

因此，本课题旨在对移动Ad hoc网络MAC协议进行深入研究，重点关注MAC协议的性能表现及其与路由协议的协同优化。

通过开展性能仿真实验，分析各种MAC协议在不同网络环境下的性能差异和优化空间，为MANET的应用和实践提供理论基础和技术支撑。

二、研究内容与技术路线（一）研究内容1.移动Ad hoc网络MAC协议的概述和分类2.MAC协议与路由协议的协同设计及其优化策略3.MAC协议的性能指标和评价方法4.常用MAC协议的原理和特点分析，包括SMAC、DSMAC、T-MAC等协议5.对比分析各种MAC协议在不同网络环境下的性能差异和优化空间6.基于NS-3平台进行性能仿真实验，探究MAC协议的性能表现及其与路由协议的协同优化（二）技术路线1.研究文献调研，对移动Ad hoc网络MAC协议进行初步了解和分类2.探究MAC协议与路由协议的协同设计及其优化策略3.确定MAC协议的性能指标和评价方法，包括吞吐量、延迟、能耗等4.分析常用MAC协议的原理和特点，对比其能量效率、抗干扰能力等方面的差异5.基于NS-3平台，进行不同网络场景下的性能仿真实验，比较各种MAC协议的性能表现6.对MAC协议的性能差异和优化空间进行分析和总结，提出进一步改进和优化的方向和思路三、预期研究成果1.系统梳理和分类移动Ad hoc网络MAC协议，便于研究和应用2.深入分析MAC协议与路由协议的协同设计及其优化策略，为后续研究提供指导3.构建MAC协议的性能评价体系，分析各种MAC协议的性能指标和差异4.对比分析常用MAC协议的原理和特点，为选择最合适的MAC协议提供参考5.通过NS-3平台的性能仿真实验，比较各种MAC协议的性能表现，提出改进和优化方向和建议6.撰写毕业论文，发表相关论文和研究成果，以期推动移动Ad hoc网络MAC协议的发展和应用四、存在问题与研究限制本课题存在以下问题和研究限制：1.研究的深度和广度有限，需要进一步加大研究力度和投入2.NS-3仿真实验是基于理论模型的，与实际网络环境可能存在偏差3.本研究只涉及MAC层性能研究，对于其他层面的研究还需进一步深入4.研究资源和实验条件有限，需要谨慎规划和集中精力五、研究进展与工作计划（一）研究进展已经完成了对移动Ad hoc网络MAC协议的文献调研和初步分类，初步明确了研究的内容和技术路线。

Ad hoc战术网络中的MAC层关键技术研究的开题报告

Ad hoc战术网络中的MAC层关键技术研究的开题报告一、选题背景随着无线传感器网络技术的发展，人们越来越多地关注无线传感器网络中的通信问题。

随着通信技术的逐步成熟，无线传感器网络应用越来越广泛，应用领域涵盖了军事、环境监测、医疗保健、智能家居等各个领域。

传统的MAC协议已经不能满足无线传感器网络中的实时性、可靠性和灵活性等要求。

因此，研究无线传感器网络中的MAC层关键技术，对网络的性能、可靠性和能耗等方面都有着非常重要的意义。

二、研究内容本研究主要基于无线传感器网络中的Ad hoc战术网络，探究其中的MAC层关键技术。

具体研究内容包括：1. Ad hoc战术网络中MAC层的各种协议的研究与分析，例如S-MAC，T-MAC，B-MAC等。

2. Ad hoc战术网络中MAC层的能耗优化研究，尝试提出更加高效的MAC层协议，降低网络的能耗。

3. Ad hoc战术网络中MAC层的拓扑优化研究，探究如何通过优化MAC层协议，调整网络拓扑结构，提高网络的性能和可靠性。

三、研究意义传统的MAC协议已经不能满足无线传感器网络中的实时性、可靠性和灵活性等要求。

研究无线传感器网络中的MAC层关键技术，对于提高网络的性能、可靠性和能耗等方面都有着非常重要的意义。

具体表现为:1. 可以提高无线传感器网络的数据传输质量。

2. 可以节省无线传感器网络的能量。

3. 可以提高无线传感器网络的性能和可靠性。

四、研究方法本研究采用综合理论研究和实验研究相结合的方法。

通过文献研究和数据分析，深入探究无线传感器网络中MAC层的各种协议的优点和不足，引入先进的技术和算法优化MAC层协议，提高网络的性能和可靠性。

同时，通过实验验证，证明所提出的技术和算法的有效性。

五、研究进度安排预计研究时间为2年，具体安排如下：第一年：1月-3月：文献研究和网络拓扑结构分析4月-6月：设计和实现MAC层协议7月-9月：在仿真环境中测试MAC层协议的性能和可靠性10月-12月：分析测试结果，找出MAC层协议的不足和优化方向第二年：1月-3月：优化MAC层协议，提高网络的性能和可靠性4月-6月：验证MAC层协议的有效性7月-9月：完成论文的撰写和排版10月-12月：论文的修改和答辩六、参考文献1. Heinzelman, W. B., Chandrakasan, A., & Balakrishnan, H. (2000). Energy-efficient communication protocol for wireless micro sensor networks. In Proceedings of the 33rd Annual Hawaii International Conference on System Sciences (Vol. 8, pp. 3005-3014).2. Ramanathan, N., & Rosales-Hain, R. (2002). Topology control of multihop wireless networks using transmit power adjustment. In Proceedings IEEE INFOCOM 2002. Twenty-First Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. (Vol. 3, pp. 1388-1397).3. Rappaport, T. S. (1996). Wireless communications: principles and practice. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall.4. Ye, W., Heidemann, J., & Estrin, D. (2002). An energy-efficient MAC protocol for wireless sensor networks. In Proceedings of the 21st Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communication Societies (Vol. 3, pp. 1567-1576).5. Zhou, X., & Yang, Y. R. (2004). Comparing MAC-layer protocols for wireless sensor networks. IEEE Network, 18(6), 26-33.。

AdHoc网络中MAC协议的研究与展望

1 单信 MAC 协议
( 1) MACA
MACA( Multiple Access with Collision Avoidance) 是一种用于单频网络的媒体接入控制协议[ 2] , 力求解决 Ad Hoc 网络中的隐终端和暴露终端问题, 它使用 RTS- CTS 握手机制。发送节点在发送数据前, 首先向收方发送 RTS 信号, 进行信道预留, 接收节点收到 RTS 信号后, 回送一个 CTS 信号, 其它收到 RTS 或 CTS 信号的节点采用二进制指数退避算法 ( BEB) 延迟数据发送, 以避免冲突。
( 4) IEEE 802. 11 协议 IEEE 802. 11 协议[ 6] 扩展了 FAMA 协议[ 5] , 在 RTS/ CTS 控制帧基础上又增加了确认( ACK) 机制。并且, 802. 11 摈弃了传统的 CSMA 技术, 采用了 CS MA/ CA 技术。在 802. 11 协议中, DCF ( Distributed Coordinated Function) 机制是节点共享无线信道进行数据传输的基本接入方式, 它把 CSMA/ CA 技术和确认( ACK) 技术结合起来。除了使用基于 RTS/ CTS 的虚拟载波侦听机制, 还可以使用帧分割技术, 使得在信道差错率较高的情况下提高网络性能。802. 11 协议同样采用了二进制指数退避, 所以无法保证信道接入的公平性。现有的 Ad Hoc 网络的实现大多数都是基于 802. 11 协议的, 该技术主要是针对无线局域网的, 推广到多跳 Ad Hoc 网络还有许多工作要做。
务, 其性能不如 MACA 协议。为了提高 MACA - BI 协议在非静态业务下的通信性能, 可以对其加以改进。如果发方的队列长度或者包时延超过了可以容忍的极限, 仍然可以采用 RTS 信号, 这时就又回到了 MACA。由于只使用了一种控制信息, 所以减少了发送/ 接收反转时间, 发生冲突的可能性也更小, 但是需要流量预测, 算法实现上比较复杂。

adhoc网络中的MAC协议详解

2
MAC 协议设计目标
第二三讲
应用层
3
解决相邻节点间
2
4
(点到点 )的信道
传输层
接入问题
网络层
5
11
1
9 数据链路层 (MAC)
15 12
物理层
7
6
13
8
14
10
?媒质访问接入控制 (Media Access Control ，MAC)协议决定了共享无线信道的使用方式，负责为节点分配无线通信资源并控制节点物理层，因而直接影响网络的整体性能，是决定网络吞吐量、时延公平性的关键因素。
无线自组织网络 MAC 协议
提纲
第二三讲
?MAC协议设计目标 ?MAC协议设计面临的问题 ?Ad hoc 网络MAC协议分类 ?典型MAC协议
? ALOHA ? CSMA/CA、IEEE 802.11 ? IEEE 802.11e、RBAR ? TDMA、TSMA、FPRP ? ETUTM ? ……
? IEEE 802.11中的DCF协议已被广泛应用于ad hoc网络的各种仿真和测试平台，成为了事实上的ad hoc网络 MAC协议规范。
10
竞争协议IEEE 802.11 DCF
第二三讲
?DCF协议中的两种发送模式
? 基本模式。发送节点直接向接收节点发送数据帧，接收节点成功收到数据帧后向发送节点应答ACK帧，即采用两次握手的发送机制。
G. Bianchi, Performance Analysis of the IEEE 802.11 Distributed Coordination Function, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Mar 2000, 18(3): 535-547

Ad Hoc网络多速率MAC协议研究的开题报告

Ad Hoc网络多速率MAC协议研究的开题报告一、选题背景及意义随着移动通信、物联网、智能化系统等应用的不断发展，Ad Hoc网络在无线数据传输与通信领域的应用越来越广泛。

Ad Hoc网络中的节点可以自主地形成一个无线网络，这种无线网络不需要基础设施的支持，能够在任何环境下进行通信，因此具有很高的灵活性和可靠性。

在Ad Hoc网络中，网络中的节点相互之间可以无中心的通信，且没有固定的网络拓扑结构，节点的状态也可能随着时间和空间而变化。

多速率MAC协议是在Ad Hoc网络中实现高效通信的重要手段之一，它是通过控制数据包在网络中的传输速率和距离，来优化接收节点的传输性能。

多速率MAC协议可以根据节点之间传输的距离，自动选择最优的传输速率和协议，以实现高效、可靠的数据传输。

二、研究内容及方法本文将研究Ad Hoc网络中的多速率MAC协议，主要包括以下内容：1. 分析目前多速率MAC协议的研究现状和存在的问题，总结其优缺点，为问题的解决提供依据；2. 设计一种适用于Ad Hoc网络的多速率MAC协议，通过模拟和实验验证其性能，优化协议，提高网络的传输效率和性能；3. 基于设计的多速率MAC协议，开发出能够在实际应用中运行的软件系统，并进行测试和实际应用的效果验证。

研究方法：1. 文献综述法：对现有的多速率MAC协议进行文献综述，总结其优缺点。

2. 网络仿真法：利用NS2等网络仿真软件，建立Ad Hoc网络的多速率MAC协议仿真模型，分析协议的性能等指标。

3. 实验测试法：搭建实验环境，利用真实的无线传感器网络进行多速率MAC协议的性能测试。

三、预期成果及意义本文将研究Ad Hoc网络中的多速率MAC协议，设计一种适用于Ad Hoc网络的多速率MAC协议，通过模拟和实验验证其性能，优化协议，提高网络的传输效率和性能。

预期的成果包括：1. 针对Ad Hoc网络中多速率MAC协议的研究，分析其现状和存在的问题，总结其优缺点；2. 设计一种适用于Ad Hoc网络的多速率MAC协议，并通过仿真和实验验证协议的性能和效率；3. 在各种应用场景中，提高无线传感器网络的传输效率和性能，为智能化系统的发展提供技术支持和前沿技术。

ADHoc自组织网络的MAC接入协议

adhoc网络特点
01
自组织性
adhoc网络无需中心节点控制，节点之间可以自动发现和建立通信链路。
多跳性
02
03
动态性
由于节点之间的距离可能较远，需要通过其他节点进行转发实现通信。
网络拓扑结构会随着节点的移动而发生变化，需要动态地维护通信链路。
adhoc网络应用场景
军事通信
adhoc网络在军事领域中广泛应用于战场通信、情报传递等场景。
adhoc自组织网络的mac接入协议
目录
• 引言 • adhoc网络概述 • mac接入协议概述 • adhoc自组织网络的mac接入协议设计 • 协议性能分析 • 结论与展望
01 引言
背景介绍
无线通信技术的快速发展
随着无线通信技术的不断进步，自组织网络（Ad Hoc）成为一种灵活、便捷的通信方式，广泛应用于军事、应急救援、物联网等领域。
跳通信
关键技术实现
信道监听机制
节点通过监听信道状态来判断是否发送数据，避免冲突和碰撞
路由优化
根据网络拓扑变化和通信需求，动态调整路由路径，提高数据传输效率
控制信息交换
节点之间通过交换控制信息来协调数据发送，实现公平访问信道
能量管理
采用节能机制，如功率控制和休眠调度，降低能耗，延长网络寿命
05 协议性能分析
03
提高网络自适应和自组织能力。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03
通过仿真实验验证了所提协议在各种场景下的性能优势，包括不同节点数量、移动速度和网络负载等。
未来研究方向
01
进一步优化MAC接入协议，以适应更广泛的场景和需求，包括大规模网络、异构节点和实时应用等。

移动Adhoc网络同步MAC协议研究分析

【要】ｄｈｃ网络中ＭＡ摘ＡｏＣ协议研究是一个重点也是一个难点。本文首先对Ａｏ网络进行了介绍．分析了移动Ａｏｄｈｃｄｈｃ网络ＭＡＣ
协议设计面临的问题，当前较常用的Ａｏ网络同步ＭＡ对ｄｃｈＣ协议进行了分析比较，为进一步对ＭＡＣ协议的研究提出了新的课题。
【关键词】ｄｈｃＡｏ￣
０引言
；Ｃ协议；Ｄ；ＭＡＴＭＡ时隙
ＦＲ在同步网络中实现了全分布式的信道接人控制．可应用于ＰＰ各种规模的移动自组织网络中。通过节点间的竞争，实现了自组网中两跳范围内无冲突的广播时隙的可靠分配和调度。通过仿真表明。采用多跳ｐｕｏＢｙａ算法的ＦＲ．节点的预约过程收敛快速、ｓｄ — ａｓｎｅｉＰＰ稳定．具有与采用中心控制机制的ＲＤ协议相同的性能ＡＮ该协议是针对广播业务设计的．没有考虑传送点对点业务时协议的具体运行情况。利用该协议传送点对点业务时．会造成资源的浪费。
用来更新节点的时序表．该时序表以广播的形式进行传递．包括控制
时序表和信息时序表
节点。暴终端因听不到发送节点的发送而延迟发送。因为它在接收但节点的通信范围外，的发送实际上并不会造成冲突这就引入了不它
必要的延迟
１３节点移动影响．．Ａｏｄｈｃ网络中的节点是移动的．这会造成网络拓扑结构的不断变化。当一对节点正在通信时．因移动而进入接收节点通信范围的节点（侵节点）入可能会发送数据而引起报文冲突