【文章內(nèi)容簡介】 。（ 共有兩個通道：數(shù)據(jù)和信令，后者包括控制和忙音 ）。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 27 PAMAS協(xié)議 ? 在 PAMAS中， 如果節(jié)點(diǎn)聽到不是指向它們的傳輸，就把自己關(guān)閉 。每個節(jié)點(diǎn)獨(dú)立地決定是否關(guān)閉自己的發(fā)射器。迫使一個節(jié)點(diǎn) 關(guān)電的條件 包括： （ a） 如果一個節(jié)點(diǎn) 沒有分組要發(fā)送 ，那么在它的一個鄰接節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送的情況下，它應(yīng)該關(guān)電； （ b） 如果一個節(jié)點(diǎn) 有分組要發(fā)送 ，但當(dāng) 至少有一個鄰接節(jié)點(diǎn)在發(fā)送、另一個節(jié)點(diǎn)在接收 的情況下，它應(yīng)該關(guān)閉自己的收發(fā)器。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 28 PAMAS協(xié)議 ? 注意，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)的 收發(fā)器關(guān)電時 ，它 既不能接收，也不能發(fā)送 。應(yīng)該使用探測裝置來發(fā)現(xiàn)什么時候一個節(jié)點(diǎn)應(yīng)該開電。關(guān)電時間長度是很關(guān)鍵的，因?yàn)樗绊懷舆t和吞吐量性能指標(biāo)。此外，一個節(jié)點(diǎn)僅可以有選擇地 關(guān)閉它的數(shù)據(jù)接口 ，并且 讓信令接口繼續(xù)加電工作 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 29 DBTMA協(xié)議 ? 雙忙音多路訪問 （ DBTMA）協(xié)議是把忙音多路訪問（ BTMA）的概念用于 Ad hoc無線網(wǎng)絡(luò)。 忙音多路訪問 （ BTMA）可以解決隱藏終端的問題。然而BTMA依賴于無線最后一跳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在這里 有一個中心基站 服務(wù)于多個移動主機(jī)。當(dāng)基站從一個特定的移動主機(jī)接收分組的時候，它給無線單元內(nèi)的所有其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個忙音信號。因此，隱藏終端感知到忙音，并且抑制其發(fā)射。 ? 在雙忙音多路訪問 （ DBTMA）協(xié)議中 使用兩個帶外忙音通知鄰接節(jié)點(diǎn)將要進(jìn)行的傳輸 。此外， 單個共享通道 被劃分（時分）成數(shù)據(jù)通道和控制通道 。數(shù)據(jù)分組在數(shù)據(jù)通道上發(fā)送，控制分組（例如 RTS和 CTS）在控制通道上發(fā)送。特別地， 一個忙音標(biāo)示發(fā)送忙，另一個忙音標(biāo)示接收忙 。 這兩個忙音在頻率上是分隔的 ，因此可以避免干擾。 (共有三個通道：數(shù)據(jù)和控制共享一個通道、兩個忙音信道 )。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 30 DBTMA協(xié)議 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 31 DBTMA協(xié)議 ? 雙忙音多路訪問（ DBTMA） 的 操作原理 相對簡單。要發(fā)送的Ad hoc節(jié)點(diǎn)首先發(fā)出一個 RTS報(bào)文。當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)接收到這個報(bào)文，確定它已經(jīng)準(zhǔn)備好并且愿意接受數(shù)據(jù)時，它發(fā)出一個接收忙音報(bào)文，后隨一個 CTS報(bào)文。所有聽到接收忙音的鄰接節(jié)點(diǎn)都被禁止發(fā)送。在接收到 CTS報(bào)文時，源節(jié)點(diǎn)給周圍節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個忙音報(bào)文后再發(fā)送數(shù)據(jù)。聽到發(fā)送忙音的鄰接節(jié)點(diǎn)被禁止發(fā)送，并且忽略接收到的任何傳輸。分析和試驗(yàn)表明， DBTMA在性能方面要優(yōu)于 RTSCTS MAC機(jī)制 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 32 MARCH協(xié)議 ? 在 PAMAS(感知功率的帶信令的多路訪問 )中我們看到，監(jiān)聽可能導(dǎo)致不必要的功率消耗。此外，今天的大多數(shù)無線站點(diǎn)都使用全向天線。有一個新的 MAC協(xié)議，它在采用全向天線的 Ad hoc移動網(wǎng)絡(luò)中利用了監(jiān)聽特征。這就是 采用簡化握手過程的介質(zhì)訪問協(xié)議 MARCH(Media Access with Reduced Handshake)。 ? 如圖 104所示， MARCH通過減少控制開銷量改善了無線多跳 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的通信吞吐量 。跟其它接收方啟動的協(xié)議不同， MARCH的運(yùn)行不采用交通預(yù)測機(jī)制。事實(shí)上， MARCH是利用全向天線的廣播特征來減少所需要的握手次數(shù)。在 MARCH中， 一個節(jié)點(diǎn)從收到的另一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出的 CTS分組得知在其鄰接節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分組的到達(dá)。然后它可以使用自己的 CTS發(fā)起一個中繼數(shù)據(jù)的邀請。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 33 MARCH協(xié)議 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 34 MARCH協(xié)議 ? 圖 104示出了全向天線的廣播特征。節(jié)點(diǎn) C收到節(jié)點(diǎn) B發(fā)送的CTS1報(bào)文。這個特征意味著， 聽到的 CTS1分組也可以用來向節(jié)點(diǎn) C傳達(dá)數(shù)據(jù)分組到達(dá)節(jié)點(diǎn) B的信息 。 接著，在數(shù)據(jù)分組被節(jié)點(diǎn) B接收以后，節(jié)點(diǎn) C可以通過 CTS2分組邀請節(jié)點(diǎn) B轉(zhuǎn)發(fā)那個數(shù)據(jù)。 ? 圖 104還說明， 在第一跳之后 RTSCTS握手過程現(xiàn)在被簡化成單個 CTS(CTS Only)，控制開銷的減少量是路由長度的函數(shù)。對于一個 L跳的 Ad hoc路由 ，從源發(fā)送一個數(shù)據(jù)分組到目的地所需要的 握手次數(shù) ，在 MACA中是 2L，在 MACABI中是 L，在 MARCH中是（ L+1）。因此， 當(dāng) L比較大時， MARCH將有跟MACABI類似的握手次數(shù) 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 35 MARCH協(xié)議 ? MARCH可以看成是一種 先請求后拖拉 的協(xié)議，因?yàn)樵谕分械暮箅S節(jié)點(diǎn)只需發(fā)送邀請，就可以把數(shù)據(jù)拉向目的節(jié)點(diǎn)。在 MARCH中的 RTSCTS報(bào)文包含： *發(fā)送方和接收方的 MAC地址 ； *路由標(biāo)識號 （ RTID）。 ? 圖 105進(jìn)一步地示出了 MARCH的操作。有兩條在公共節(jié)點(diǎn) C交叉的路由，路由 1由節(jié)點(diǎn) A、 B、 C和 D構(gòu)成，而 路由 2由節(jié)點(diǎn) Y、 C和 Z構(gòu)成。這些路由可以通過適當(dāng)?shù)穆酚蓞f(xié)議建立。在基于關(guān)聯(lián)的路由選擇中，通過在路徑上的各個節(jié)點(diǎn)中建立路由登記項(xiàng)發(fā)現(xiàn)和激活所需要的路由。在路由發(fā)現(xiàn)階段廣播分組。 當(dāng)進(jìn)入數(shù)據(jù)通信階段時，在路徑上的節(jié)點(diǎn)使用諸如 MARCH這樣的基礎(chǔ)協(xié)議 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 36 MARCH協(xié)議 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 37 MARCH協(xié)議 ? 為了開始在路徑 1上的數(shù)據(jù)傳輸， 先從節(jié)點(diǎn) A往節(jié)點(diǎn) B發(fā)送一個 RTS1。如果這個分組被節(jié)點(diǎn) B成功接收，節(jié)點(diǎn) B將用一個 CTS1分組應(yīng)答，以準(zhǔn)許數(shù)據(jù)傳輸。同時，節(jié)點(diǎn) C也聽到了 CTS1。 根據(jù) MAC地址和 RTID， 節(jié)點(diǎn) C知道由它的上游節(jié)點(diǎn) B發(fā)送的分組在路徑 1上 。然后節(jié)點(diǎn) C調(diào)用一個定時器 Tw, Tw的值設(shè)置成足夠 B接收和處理新的數(shù)據(jù)分組，在超時的時候如果通道空閑， 節(jié)點(diǎn) C給節(jié)點(diǎn) B發(fā)送一個 CTS2分組來獲得該數(shù)據(jù)分組 。類似地， 節(jié)點(diǎn) D聽到由節(jié)點(diǎn) C發(fā)送的 CTS2，并且隨后通過 CTS3在 D設(shè)置的Tw超時的時候邀請節(jié)點(diǎn) C中繼這個數(shù)據(jù)分組。值得注意的是，作為路徑 2上的節(jié)點(diǎn) C的下游節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn) Z也聽到 CTS2分組。為了避免節(jié)點(diǎn) Z誤解而啟動不必要的 CTSOnly握手，應(yīng)用了 RTID的方法。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 38 MARCH協(xié)議 ? 在 MARCH中， MAC層可以訪問路由表 ，該路由表維持該 節(jié)點(diǎn)所參與的路徑信息 以及在這些路由中它的 上游和下游鄰居 。然而， 這并不意味著 MARCH執(zhí)行第 2層路由選擇 。事實(shí)上，它只是查詢這些表，以確定它是否應(yīng)該 對一個特別地用于某條路經(jīng)的控制報(bào)文（ RTS/CTS）做出響應(yīng) 。如果一個節(jié)點(diǎn)要啟動路徑 1上的僅僅 CTS握手，它在 CTS分組中包括它用于那條路徑的 RTID。因此，通過檢查在 CTS2中的 RTID，僅僅節(jié)點(diǎn) D會對該控制分組做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，可以在它的 Tw定時器期滿后發(fā)起一次 僅僅 CTS握手 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 39 MARCH協(xié)議 ? 簡言之， MARCH（采用簡化握手過程的介質(zhì)訪問）不參與路由選擇，也不做數(shù)據(jù)分組交換的決定 。然而，它對 MAC幀 提供高速快捷的中繼 ，并且在由源到目的地的路徑上用不著每一跳段都執(zhí)行RTSCTS握手過程，從而 提高了網(wǎng)絡(luò)性能 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 40 Ad hoc按需距離向量路由選擇 ? 已經(jīng)為 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)提出了 多種路由算法 ，其中比較引人注目的是 Ad hoc按需距離向量 （ AODV）。 AODV（ Ad hoc OnDemand Distance Vector）算法不是像常規(guī)的距離向量算法那樣維持整個路由表，而是 在按需的基礎(chǔ)上建立路由 ，從而減少所需要的廣播數(shù)目。 AODV是一個按需獲得路由的系統(tǒng)，因?yàn)椴辉谒x通路上的節(jié)點(diǎn)不用維持相關(guān)的路由信息，不參與相關(guān)的路由表交換 。 ? 如圖 106所示，當(dāng)一個 源節(jié)點(diǎn)要發(fā)送一個報(bào)文 給某個目的節(jié)點(diǎn)并且尚未得到前往那個目的地的有效路徑時，它 啟動一個通路發(fā)現(xiàn)過程 ，確定另一節(jié)點(diǎn)的位置。它 給它的鄰居廣播一個路由請求（ RREQ）分組 ，鄰居再把該請求轉(zhuǎn)發(fā)給它們的鄰居， 直到請求抵達(dá)目的地或一個有到達(dá)目的地足夠新的路由的中間節(jié)點(diǎn) 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 41 Ad hoc按需距離向量路由選擇 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文 42 Ad hoc按需距離向量路由選擇 ? AODV使用 路由的 目的地 順序號 來保證所有的路由都是無回路的，并且包含最近的路由信息。 每個節(jié)點(diǎn) 維持它自己的順序號 ，每發(fā)出一個分組（請求或應(yīng)答），該順序號都加 1，起著類似于時鐘的作用 。每個節(jié)點(diǎn) 還維持一個 廣播 ID，該 ID隨著該節(jié)點(diǎn)啟動的每個 RREQ遞增 ，跟該節(jié)點(diǎn)的 IP地址結(jié)合在一起唯一地標(biāo)識一個 RREQ。隨同自己的序列號和廣播 ID， 源節(jié)點(diǎn) 在其 RREQ中還包括它具有的 關(guān)于那個目的地的最近的序列號 。 中間節(jié)點(diǎn) 僅當(dāng) 它們具有到達(dá)目的地的路由，并且該路由對應(yīng)的目的地序列號大于或等于在 RREQ中的序列號時才可以應(yīng)答 。 中科院計(jì)算所 授課教師：魯士文