一种采用改进的令牌传递算法的无线令牌传输协议

论文摘要

随着无线通讯技术的发展,基于无线信道的网络已成为网络领域的研究热点。Ad Hoc网络是一种自组织、无中心、不需要固定基础设施的多跳无线网络,网络中不能直接通讯的两个终端能够借助其它终端的帮助实现通讯。该网络能够被广泛地应用于军事领域、传感器网络、个人网络以及一些临时的场合。在Ad Hoc网络的MAC协议的相关研究中,大部分是建立在竞争的分布式MAC协议的基础上,但是该类媒体接入协议无法提供某些应用所需的服务质量保证。而在传统的蜂窝网络中,通过中心站的轮询来判断从站是否有业务的需要,并且需要中心站的协助才能使两个从站进行通讯。基于分布式轮询方式的MAC协议能够克服上面所述的缺点,对该类协议的研究具有重要的现实意义。本文讨论的无线令牌环接入控制协议是一种适用于无线Ad Hoc网络的、能够在MAC层提供一定QoS保障机制的、分布式的媒体接入控制协议。在MAC层实现了终端接入的公平性,同时满足对低时延以及从错误状态中快速恢复的要求。本文在现存的几种竞争的MAC协议和非竞争的MAC协议(无线令牌环接入协议WTRP)的基础上提出了一种动态令牌传递算法,该算法无需预先建立令牌传递的逻辑环路,而是根据网络的拓扑结构和终端是否已经发送过令牌,动态地选择令牌的下一个终端。它能很好地适应网络拓扑结构的变化,并简化了令牌的维护过程。论文利用NS2仿真工具搭建了一个网络平台,对改进后的WTRP协议性能进行了仿真,结果表明改进后的WTRP协议的性能有显著的提升。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 Ad Hoc 国内外发展现状
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 Ad Hoc 网络及 MAC 概述
• 2.1 Ad Hoc 网络概述
• 2.1.1 Ad Hoc 网络的基本概念
• 2.1.2 Ad Hoc 网络的特点
• 2.1.3 无线Ad Hoc 网络层次结构
• 2.2 Ad Hoc 网络中 MAC 子层的功能
• 2.3 竞争类MAC 协议
• 2.3.1 ALOHA 协议
• 2.3.2 载波侦听多址访问协议（CSMA）
• 2.3.3 带冲突检测的CSMA（CSMA/CD）
• 2.3.4 竞争类MAC 协议面临的问题
• 2.4 无冲突的MAC 协议
• 2.4.1 位图协议
• 2.4.2 二进制倒计数协议
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于令牌的MAC 协议WTRP
• 3.1 WTRP 协议简介
• 3.2 WTRP 的基本原理
• 3.2.1 MAC 帧结构
• 3.2.2 令牌环的地址
• 3.2.3 连通管理器
• 3.2.4 接入控制器
• 3.2.5 隐含确认机制
• 3.2.6 多令牌的消除
• 3.3 WTRP 中终端的状态转化
• 3.4 WTRP 的工作流程
• 3.4.1 新终端加入环
• 3.4.2 新终端离开环
• 3.4.3 令牌环的恢复
• 3.5 本章小结
• 第4章 WTRP 令牌传递算法的改进
• 4.1 改进后的WTRP 基本原理
• 4.1.1 令牌传递队列
• 4.1.2 移动管理器
• 4.2 改进后的令牌传递
• 4.2.1 令牌传递算法
• 4.2.2 令牌的维护
• 4.3 改进后的WTRP 中终端的状态变化
• 4.4 改进后的WTRP 工作流程
• 4.4.1 环的初始化
• 4.4.2 终端的加入和离开
• 4.5 本章小结
• 第5章 仿真及性能分析
• 5.1 仿真工具NS2
• 5.2 性能分析
• 5.2.1 模型分析
• 5.2.2 吞吐量分析
• 5.3 仿真分析
• 5.3.1 拓扑保持不变的性能分析
• 5.3.2 动态拓扑的性能分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录