Ad Hoc网络拥塞检测和控制分析

随着通信技术的不断发展及便携设备的广泛应用,人们开始倾向于成本经济、方便实用的无线网络,Ad Hoc网络就是结合这个需求,以其独特的自组织特点被公认为最佳的移动网络构架,但是,长期以来拥塞问题一直是限制Ad Hoc网络性能的影响因素;基于此,通过对Ad Hoc网络拥塞的影响与出现的原因进行分析,对Ad Hoc网络拥塞检测方法进行研究,对移动Ad Hoc网络的拥塞控制方法进行探讨,并提出移动Ad Hoc端到端TCP拥塞控制改进方案。     

无线Ad Hoc网络的MAC层拥塞控制算法

为解决无线Ad Hoc网络中拥塞主要由节点在MAC（媒体访问控制）层竞争无线信道而引起的问题,提出了一种基于无线环境监测的拥塞控制（EACC）算法.该算法通过监测IEEE 802.11的二进制指数退避过程判断MAC层拥塞状态,节点据此自适应调整数据分组的丢弃概率,通过丢包达到缓解拥塞的目的.利用IEEE 802.11DCF的信道接入机制,推导出MAC拥塞信息和吞吐量的关系方程,证明了该拥塞信息的正确性.仿真结果表明：EACC算法能够准确测量节点的拥塞程度,显著提高网络的吞吐量,从而有效地缓解网络拥塞.     

一种新的Ad Hoc网络拥塞定量检测方法

Ad Hoc网络是一种自行组织的无线网络,网络中各节点不仅可以作为无线终端,而且可以作为路由器,为其他节点转发数据.因此,某些节点成为多个数据流的交汇点,从而在这些节点处形成拥塞.拥塞会造成Ad Hoc网络的丢包率增大,时延增大,开销增加和吞吐量降低.拥塞检测是拥塞处理的先决条件.提出了一种新的Ad Hoc网络拥塞定量检测方法--拥塞趋势度方法.通过节点缓冲区达到完全满载的速度来测量节点的拥塞程度和变化趋势;与其他拥塞检测方法进行仿真比较分析,结果显示提出的定量检测方法比其他的方法更能准确的测量出当前拥塞程度,而且可以体现出拥塞的变化趋势,为进一步进行拥塞处理提供准确的信息.     

Ad Hoc网络MAC协议

无线移动Ad Hoc网络(MANET)是一种不依赖任何固定设施的移动无线多跳网络。由于Ad Hoc网络的拓扑结构和资源限制,一个有效和分布式的MAC协议是一个挑战性研究工作。本文分析了典型的Ad Hoc网络MAC协议。然后根据这些协议的设计目标、解决问题的方法进行讨论和性能对比。     

Ad Hoc网络路由协议研究

Ad Hoc网络是目前国际上前沿和热点的研究领域,具有分布式的体系结构。其组网简单灵活,支持随时随地通信。本文介绍了移动Ad Hoc的特点以及网络路由协议目前的研究现状,重点综述了移动Ad Hoc网路由协议,对它们进行了分类、对比和分析。最后提出了关于移动Ad Hoc网络路由协议的研究热点和展望。     

关于Ad Hoc网络路由协议的探讨

Ad Hoc无线网络是一种移动通信和计算机网络相结合的网络,本文阐述了Ad Hoc无线网络的特点,并分析目前已有的路由协议,最后指出下一步研究方向。     

基于多层协议联合的Ad hoc网络拥塞控制方案

本文针对Ad hoc网络中影响TCP性能的主要因素,给出TCP/IP协议栈各层联合拥塞控制的改进方案,包括MAC层、网络层和传输层的解决方案,实验表明,这些方案能进一步提高Ad hoc网络的吞吐量和信道接入的公平性。     

一种用于Ad Hoc网络的自适应故障检测算法

为提高系统可靠性和安全性,研究并提出了一个Ad Hoc网络环境下的基于心跳策略的故障检测算法。针对Ad Hoc网络多跳通信和结点混杂工作模式等特点,提出超时值预测模型,动态预测心跳消息到达时间,并根据网络状态变化实时地修正、更新预测超时值;提出基于超时值预测模型的Ad Hoc网络自适应故障检测算法,并证明算法满足强完整性和最终强准确性,是一个◇P类故障检测器。仿真实验表明,算法可以准确地对心跳消息到达时间做出预测,具有较好的检测准确性指标,能适用于Ad Hoc网络环境下的故障检测。     

编队协同中的Ad Hoc网络MAC协议

大量研究分析表明,退避机制和竞争窗口的优化设计能够改善IEEE 802.11 DCF MAC协议的性能.结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,给出了基于IEEE 802.11 DCF MAC协议的优化改进机制:DCF/CCW.该机制改变IEEE 802.11 DCF MAC协议中根据MAC帧的多次碰撞以确定竞争窗口值的方法,通过监控信道获得系统中竞争节点数目,使用最优常数竞争窗口,从而减少碰撞机率,获得网络性能的提高.该机制具有一定的拓扑适应性,当网络结构发生变化时,监控信道获得的系统竞争节点数随之变化,从而可动态调整最优常数竞争窗口.对该机制下的系统吞吐量和接入时延的分析结果显示:网络规模一定时,系统吞吐量受竞争窗口大小的影响较大,而系统平均接入时延的影响较小.该机制对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定的意义.     

Ad Hoc网络安全路由协议形式化分析模型

为了能够对Ad Hoc网络安全路由协议进行有效的安全性证明,需要形式化的分析方法.针对目前缺乏有效方法的现状,结合Ad Hoc网络安全路由协议特点,利用图论理论,对传统安全协议分析方法Meadows模型进行扩展,扩展后的Meadows模型具有了路由描述和分析能力.使用扩展后的Meadows模型对Ad Hoc网络安全路由协议Ariadne进行了分析.分析结果显示,Ariadne协议存在产生虚假路由的漏洞,从而也说明了扩展后的Meadows模型能够用于Ad Hoc网络安全路由协议的安全性分析.     

Ad Hoc网络中基于AODV的拥塞适应路由协议

该文提出邻居拥塞表概念,利用旁路、邻居拥塞表、hello消息和下一绿色节点请求技术,对自组网按需距离矢量(AODV)协议进行改进,提出自组网拥塞适应按需距离矢量(CA-AODV)路由协议.在CA-AODV协议中,主节点利用邻居拥塞表,能在第一时间感知网络拥塞.当拥塞发生时,拥塞节点的上一节点能按需建立绕过拥塞节点的旁路,当数据流到达已建立旁路的节点时,被按比例分流在主路由和旁路上,实现了拥塞适应功能.仿真结果显示,与AODV相比,CA-AODV协议的平均端到端延迟更短、数据包递交率更高、规格化路由开销更少.     

一种Ad hoc网络的跨层拥塞控制改进方案

针对传统的TCP拥塞控制协议不能很好适用于无线Ad hoc网络的问题,本文利用跨层设计思想和优化理论,通过提取协议栈各层的特性参数,给出了无线Ad hoc网络跨层拥塞控制的改进方案CCIM (cross-layer control improvement methods). 提出了将MAC层输入、输出速率与网络层缓存队列长度相结合的拥塞检测新方法,并依据ECN显示拥塞反馈机制和扩展信令传递机制,对拥塞控制和随机接入进行建模,以便获取最优发送速率. NS2仿真结果表明,该方案能够降低端到端传输时延,使网络吞吐量和公平性得到了明显改善.      

一种面向实时业务的Ad Hoc网络退避自适应拥塞控制协议

该文对IEEE 802.11分布协调功能DCF(Distributed coordination function)进行改进,提出一种实时退避自适应拥塞控制(RBA-CC)协议.RBA-CC协议有两项重要更变:(1)将迅速交换和快速转发机制应用于多跳Ad Hoc网络,减轻了MAC层的流间竞争和流内竞争,从而提高实时业务的传输效率;(2)依据节点的队列瞬间状态确定拥塞状况,让ACK帧携带下一跳节点的拥塞指示信息,以便实现上一跳节点的自适应退避拥塞控制.对RBA-CC协议的仿真结果显示:RBA-CC协议能够降低实时业务数据包的时延,并有效提高网络端到端的饱和吞吐量.     

Ad Hoc多跳网络的不公平性研究

在分析基于802.11的Ad Hoc多跳网络中存在的代P不公平性问题及其产生原因的基础上,提出了一种新的方案--DWDB(double windows dynamic backoff)算法,对基本802.11MAC协议进行了退避算法和重传机制的修改.仿真结果表明该方案有效地解决了不公平性问题.     

Ad Hoc网络的干扰优化拓扑控制算法研究

干扰是严重影响Ad Hoc网络吞吐率的主要原因之一.总结和分析了Ad Hoc网络领域已有的拓扑控制算法方面的研究成果,通过仿真实验比较几种典型干扰优化拓扑控制算法特性,指出现有干扰优化拓扑控制算法的不足,阐述如何从拓扑控制角度来控制网络瓶颈节点数目,同时权衡稀疏化与瓶颈节点数的必要性.研究表明,通过稀疏化优化节点对之间的干扰和通过瓶颈节点控制并降低网络中瓶颈节点数目,不仅可以优化网络干扰,而且从一定程度上提升现有的路由算法效率.     

基于TCP的Ad Hoc路由协议分析

为了研究Ad Hoc网络DSR(Dynamic Source Routing)、DSDV(Destination Sequenced Distance Vector Routing)、AODV(Ad hoc Dem and Distance Vector Routing)3种路由协议的TCP(Transfer Control Protocol)传输性能,在原理上对其进行了分析,并通过仿真实验予以验证。结果表明,DSDV适用于跳数较少的TCP连接,DSR和AODV适用于跳数较多的TCP连接,复杂场景中DSDV总体性能最优。     

车载Ad Hoc网络GPSR协议的改进

介绍了几种常见的车载自组织网络路由协议,改进了GPSR协议,通过建立网络模型分析比较,证明改进型的GPSR协议在路由复杂度以及能耗等方面优于原GPSR协议．     

移动Ad Hoc网络中增强下一跳节点选择的路由机制

Ad Hoc网络是一种能够支持多跳的临时性计算机通信网络,它由一组带有无线收发设备的移动节点组成,其移动性可导致拓扑的动态变化,会对路由的稳定性乃至网络整体性能产生重要影响.基于对泛洪算法限制策略的研究,提出了一种适用于Ad Hoc网络的增强下一跳路由节点的选择算法.仿真实验表明,采用该路由算法连接建立网络链路时,其路径最短、经过的跳数最少,同时提高了网络的分组投递率,降低了端到端的延迟,减少了路由开销,加强了链路的安全性.     

基于CDMA的Ad Hoc网络抗多址干扰分析

分析了基于CDMA的Ad Hoc网络抗多址干扰及其对网络性能的影响,给出了泊松分布模型下的信干比与节点分布密度、码集互相关的数学表达式,从理论上指出了基于CDMA的Ad Hoc网络在物理层进行多址干扰检测,以及在MAC层完成冲突避免和在扩频选码时寻找异步互相关性良好的码集的必要性,提出了减小多址干扰的若干措施并分析了在完全异步的无线Ad Hoc网络中不能直接采用Walsh码的原因。