多跳无线网路由协议研究进展

移动计算和无线通信的飞速发展为无线网络的应用开辟了美好前景,作为一种没有基础设施的无线网络,多跳无线网在战场、紧急救援等场合具有得天独厚的优势。多跳无线网路由协议的主要作用是监控网络拓扑变化、交换路由信息、产生和维护路由,它是目前的研究热点之一。本文介绍了该领域的研究进展,首先叙述多跳无线网的8个特点及其对路由协议的7个要求,然后描述21种路由协议的原理并比较它们的特性,最后阐述了10个研究方向。

多跳无线网网络拓扑控制优化目标研究

研究了多跳无线网中网络性能与网络拓扑结构关系的问题。数值计算结果表明网络节点只与“最邻近”的节点建立链路时形成的拓扑结构节点的吞吐量最大,这样的拓扑结构同时能满足网络的低功耗、低截获概率和可靠性要求。计算机仿真结果验证了上述结论。因而,网络拓扑控制的目标就转化为节点在邻节点中选择“最邻近”节点,继而建立逻辑链路的问题。

基于两个中继的多跳无线网中的编码协同

本文针对使用两个中继的多跳无线网,提出了一种新的编码协同方案。利用有线的方式,两个距离很近的中继终端被联接后形成一对虚拟天线阵。由于分布式Turbo码被融合到该网中,该方案便于单天线中继与其他中继共享天线,并且以较低硬件实现复杂度提高了系统在准静态衰落中继信道下的性能。

一种多跳无线网扩频码分配算法

在多跳分组无线网中使用码分多址 (CDMA)技术可以明显地降低隐终端问题对网络造成的影响 .码分配是多跳无线网中使用CDMA的基本问题 .码分配的目的在于提高扩频码的空间重用、降低分组冲突以及反映网络的动态变化 .本文提出了一种多跳无线网扩频码分配算法 ,证明了其正确性并与其它算法比较了复杂度 .与以往的算法追求降低码的数目不同 ,本算法是假设扩频码的数目有一定的冗余 ,寻求算法的方便。

多跳无线网MAC层后退算法分析

在多跳无线网中 ,MAC(media access control)层的公平性虽然是一个局部特性 ,但影响网络的整体性能。后退算法是制约 MAC层公平性的关键之所在 ,Bharghavan等人通过试验方法提出了 MIL D算法 ,试验结果表明 MIL D算法的公平性比 BEB算法好 ,但作者没有进行理论分析。本文给出了分析后退算法的简单模型 ,并根据公平性约束、有效性约束和分布性约束给出 MIL D算法的理论分析。

分层多跳无线网中结合负载均衡的切换管理

该文主要研究分层多跳无线网络中的切换管理,提出一种新的用户切换管理算法和移动基站路由切换策略。在网络动态变化时,用户切换管理算法可以减少用户的切换次数,使用户负载分布均匀。移动基站路由切换策略则尽可能地从基站本地找出替代路由,可以在较小的开销下达到快速和无缝切换的目的。

一种分层多跳无线网中的移动性管理策略

该文介绍一种分层多跳无线网与其他骨干网络互连情况下的网络层移动性管理方案。它使用了包含逻辑家乡代理的宏移动性管理和将位置管理与路由和寻呼机制结合起来的微移动性管理的思想,以提高网络在战场等特殊情况下使用的可靠性和抗毁性,减小位置管理的开销,节省无线信道的带宽。

抗毁式多跳无线网路由协议的研究

在对多跳无线网路由协议的研究现状进行分析的基础上,选择了专用按需距离向量路由(AODV)协议作为抗毁式多跳无线网路由协议。协议的实现充分考虑了无线信道的有限带宽和移动性,提高了网络性能和抗毁性。此无线路由协议适用于特殊环境下多跳无线网的抗毁性要求。通过对专用按需距离向量路由(AODV)协议的分析,得出了有指导意义的结论。

一种支持多跳无线网QoS业务的MAC层接入协议

提供一定的服务质量保证(QoS)是多跳无线网络研究中的热点和难点,本文基于TDMA/FDMA机制提出了一种支持多信道多跳无线网络话音级QoS业务的MAC层接入协议RA/SRN。该协议以RBRP协议思想为基础,针对无线信道中隐藏、暴露终端造成的信道利用率降低和分组冲突问题进行改进设计,减小了信道冲突概率,提高了信道利用率,降低了信道接入时延,为网络层QoS路由协议提供了良好的支持。

基于无线多跳自组网的混合路由研究

随着大规模无线多跳自组网在军队通信、应急通信等领域的广泛应用,域路由协议(ZRP)作为一种混合路由协议,其灵活的路由发现和维护策略,使其在大规模网络中的应用受到了更多的关注。ZRP的域内路由协议以及域间路由协议的选取,对协议整体性能影响巨大。面向具有一定拓扑变化的大规模无线多跳自组网,基于传统ZRP框架,优化设计得到改进的域路由协议。改进协议中,域内路由协议采用具有更高路由有效性以及较小资源消耗的主动路由策略,域间路由协议则通过增加过期路由缓存机制降低网络控制开销。通过建模分析验证了改进协议的域内路由具有更高的有效性;通过软件模拟平台NS2仿真,验证了改进协议具有更优的性能。

一种TDMA无线多跳网中新的传输调度算法

针对TDMA无线多跳网中的时隙分配问题,提出了一种新的传输调度算法,称为“碰撞避免正确稳健调度”(CA-PRS)。CA-PRS算法与以往PRS算法的区别是可以根据网络的拓扑变化,自适应选择分组发送时隙,实现了分组传输中的碰撞避免。该算法实现简单,协议开销小,不需要对节点度数进行约束。仿真结果表明与simple-PRS算法相比,该算法提高了无线资源的利用率。

一种基于多目标优化的交互式多跳分组无线网QoS路由算法

多跳分组无线网络是由一组具有路由和转发功能的移动节点组成的动态多跳的临时性自治系统 ,多用于军事战术系统。针对军事系统中一些特定业务对多个目标的同时性能要求以及战术网络环境的特点 ,选取带宽作为约束条件 ,把时延和丢失率作为 Qo S优化目标 ,建立了 Qo S路由选择的多目标整数优化模型 ,并给出了求解模型的交互式算法。实例计算结果表明了算法的可行性。

多跳无线网中基于空分TDMA的时隙分配策略

空分TDMA(STDMA)是基于TDMA的信道接入协议,该技术被应用于实时性要求较高的多跳(multi-hop)无线网络中,并可使多个在地理位置相互独立的移动终端使用相同的时隙来增加网络容量,不同移动终端之间的数据传输通过对终端调度安排来实现。调度算法一般分为基于节点或基于链路的分配方式。对这两种方式对比发现,在一定条件下两者都有不理想的特性。因此,结合两种方式优点提出了一种新颖的分配策略。仿真结果表明:该分配策略在高业务负载情况下能满足链路分配的高吞吐量,也能达到低业务负载下节点分配的低延迟。

基于随机网络演算的无线多跳网延迟边界分析

端到端延迟作为无线多跳网QoS中最重要的参数之一,其边界分析的准确性直接影响到无线多跳网的QoS保障,而其中流量场景的复杂性导致了分析的难度大幅增加。在综合考虑了无线多跳网流量场景中存在流量直接传输,流量汇聚和流量分裂的特性后,该文运用3种流量算子对系统进行建模,并首次结合随机网络演算提出一种分析无线多跳网延迟边界的方法。仿真结果表明,理论边界可以准确地预测无线多跳网的延迟情况,且明显优于确定性延迟上界。

认知无线多跳网中保证信干噪比的频谱分配算法

为解决无线多跳网络在固定频谱分配方式下所固有的信道冲突等问题,利用认知无线电的动态频谱分配技术,提出了一种适用于次用户组成的无线多跳网络的、underlay方式下的全分布式频谱分配算法。该算法将频谱分配问题建模成静态非合作博弈,证明了纳什均衡点的存在,并给出了一种求解纳什均衡点的迭代算法。大量仿真实验证明,该算法能实现信道与功率的联合分配,在满足主用户干扰功率限制的同时,保证次用户接收信干噪比要求。

无线多跳网QoS性能统计性边界的研究

为保证无线多跳网的服务质量(QoS),需要求解其性能边界。基于统计型流量包络建立了无线多跳网的数据流传输模型,在此模型的基础上利用统计网络演算理论推导了无线多跳网单节点的时延统计性边界、端到端的时延统计性边界以及端到端数据积压统计性边界。仿真实验结果表明,不同数据流的测量值都在数值计算的边界范围之内,表明基于统计网络演算理论的无线多跳网QoS边界模型具有较好的性能。

一种改进的多跳分组无线网路由协议

对于多跳分组无线网来说,路由协议非常重要。而传统的主动式路由、按需路由和混合路由由于自身的缺陷,都不能保证多跳分组无线网传输的可靠性。为了适应网络拓扑不断变化的客观环境,提高数据通信的可靠性,提出了一种相邻矩阵路由协议,它克服了传统路由协议的缺点,大大提高了多跳分组无线网的链路性能。

基于网络编码的无线多跳自组网连接性增强

为了向无线多跳自组网的规划与设计提供依据,分析了物理层网络编码和网络编码分集对无线多跳自组网连接性的影响.通过对网络可供维持的路由跳数的理论推导和数值分析发现,与物理层网络编码协作发射相比,网络编码分集协作发射能极大地提高系统可供维持的路由跳数,其增益达3以上,极大地增强了网络连接性,从而提高了网络的吞吐量.

无线多跳网中次短多路径的路由协议

多路径路由可以有效地增加网络的吞吐量以及平衡网络负载。为了解决无线多跳网中多路径的负载均衡问题,提出了一种基于次短路径的多径路由策略——短多路径的无线路由协议。该协议是在M-WRP协议基础上,提供了节点相互分离的最短路径和次短路径的路由选择,通过将分组分配在两条路径上传输,可以缓解网络中拥塞的产生。仿真结果显示其与M-WRP协议相比,在业务量较重的情况下,提高了分组的递交率,降低了平均端到端时延,获得了对网络传输性能的改善。

认知无线多跳网中结合QoS查找的跨层多信道MAC协议

针对认知无线多跳网中频谱资源具有较大时变性及差异性的问题,设计了一种结合QoS查找的跨层多信道MAC协议。该协议将按需QoS查找与动态频谱分配跨层相结合,仅让参与传输的节点执行频谱分配并按QoS要求获取频谱资源。此外,协议使用频分双工收发机实现了对公共控制信道的不间断监听,并设计了一套支持不同数量收发机节点间混合通信的接入算法。大量仿真结果表明,该协议能有效保证对端到端传输的QoS要求的满足,并显著提高端到端吞吐量及时延。