無限自組網(wǎng)技術(shù)綜述與設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-11 14:57本頁面
【正文】 的需要和特點進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。 3 當(dāng)前研究現(xiàn)狀綜述 [4] Adhoc網(wǎng)絡(luò)具有無中心、自組織、多跳路由、獨立組網(wǎng)和節(jié)點移動等特點。然而，如果無線自組網(wǎng)采用分簇結(jié)構(gòu)，則可考慮由簇頭充當(dāng)協(xié)調(diào)節(jié)點， 這種情況下可以在一定程度上采用無線網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)度算法。在無線自組網(wǎng)中，每個節(jié)點的負(fù)載和擁塞程度不僅依賴于調(diào)度機制而且依賴于路由算法， 低效的路由協(xié)議會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞的增加和吞吐量的減少。但是，在共享媒介的多跳無線自組網(wǎng)中， 位置相關(guān)的競爭在多個流之間產(chǎn)生了耦合效應(yīng)， 使得流調(diào)度不能只依賴于本地流。因此，一個鏈路的調(diào)度器只需考慮競爭該 鏈路的那些數(shù)據(jù)流，而不需要對鄰居的節(jié)點實施協(xié)調(diào)。位置相關(guān)的競爭以及空間重用給無線自組網(wǎng)中的分組調(diào)度帶來了新問題。只要一個流的發(fā)送者或接收者處于另外一個流的發(fā)送者或接收者的傳播范圍之內(nèi)，兩個流就構(gòu)成競爭關(guān)系。在無線自組網(wǎng)中，一般認(rèn)為調(diào)度的目標(biāo)包括最大化信道利用率 （考慮頻率和空間重用）、最小化幀長以及保證公平性。 但是，信道接入?yún)f(xié)議要考慮如何預(yù)約時隙的問題， 而分組調(diào)度只需考慮如何利用可用的時隙發(fā)送分組， 即把一幀中的時隙按照一定規(guī)則分配給各節(jié)點，不需考慮節(jié)點如何能夠預(yù)約這些時隙。 分組調(diào)度與信道接入?yún)f(xié)議相關(guān)但又有明顯區(qū)別， 后者主要解決節(jié)點 如何高效、公平地占用和訪問信道，而前者主要解決如何及何時發(fā)送分組的策略， 它也考慮公平性和最大化信道利用率， 但是并不解決信道競爭以及隱終端和暴露終端等問題。 公平性用來衡量一個流是否能得到它所預(yù)約的服務(wù)， 時間復(fù)雜性指分組調(diào)度算法確定下一個要服務(wù)的分組的時間耗費。 有線網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)度一般指分組的調(diào)度， 即系統(tǒng)為滿足特定要求在確定輸出鏈路上分組輸出次序時所采用的策略。 圖 3 拓?fù)淇刂撇呗缘姆诸? 資源調(diào)度分配 調(diào)度算法是當(dāng)前有線和無線網(wǎng)絡(luò)中常用的一種網(wǎng)絡(luò)資源管理方法，對于有效保證上層應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量非常重要。 但在實際環(huán) 境中 , 由于受到內(nèi)因 ( 主機能源的差異 ) 和外 因 (建筑物 、 地形和其他障礙物 ) 的影響 , 所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的傳輸 范圍 r 不 可能完全相同 ,所 以一般無 線自組 網(wǎng)都是非 同構(gòu)的根據(jù)生成拓?fù)鋾r 所 的信息類型不同 , 這類拓?fù)淇刂撇呗钥梢赃M(jìn)一步細(xì)分為 基 于方向的拓?fù)淇刂撇呗?、 基于鄰居節(jié)點的拓?fù)淇刂撇呗?、 基于位 置的拓?fù)淇刂撇呗浴?都相同 ,這種拓?fù)淇刂茊栴}就簡化為在滿足一定 網(wǎng)絡(luò)特性的前提下需要確定傳輸范圍 r 的最小值 ， 也就是臨界傳物范圍 (C T R ) , 這是理想狀態(tài)下所采取的措施 ,是 比較簡單的 。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的傳輸范圍 r是否相同，我們把這些控制策略分為兩類 : 同構(gòu)拓?fù)淇刂坪头峭瑯?gòu)拓?fù)淇刂啤? 圖 2 兩個無線自組網(wǎng)的圖模型 1972年美國 DARPA(Defense Advanced Research Project Agency)啟動了分組無線網(wǎng)項目，目的是研究其在戰(zhàn)場環(huán)境下數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用問題。 ③節(jié)點的，無線信號將覆蓋大量其它節(jié)點 ,這將頻繁引起無線干擾，影響節(jié)點的通信質(zhì)量，降低整個網(wǎng)絡(luò)的效率。 拓?fù)淇刂撇呗栽跓o線自組網(wǎng)中至關(guān)重要，如果不采用拓?fù)淇刂撇呗?， 所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都將 以 最大傳輸 功率工作，這將嚴(yán)重影 響 自組網(wǎng)的整體性能 : ①因為自組網(wǎng)的主機都是依靠電池提供能源 ， 如果以最大傳輸功率工作，節(jié)點能量將迅速耗盡，從而縮短自組網(wǎng)的生命周期 。拓?fù)淇刂茊栴} (無向圖 , 2度連通 , 總功率 )要求無向圖節(jié)點的連接至少為 2 ,而且所有收發(fā)器消耗的功率總和必須最小 。一般把拓?fù)淇刂茊栴}表示為一個三元組 (M , G P, O ), 其中 Me{有向圖 ,無向圖 }表示無線自組網(wǎng)的圖模型 , GP表 示預(yù)期的圖屬性 ， 如強連接 ， 2 度連接等 ， O屬于 {最大功率 , 總功率 }表示要優(yōu)化目標(biāo)。 拓?fù)淇刂? 無線自組網(wǎng)的拓?fù)渚褪? 一些 路由可達(dá)的申路集合 , 其主要取決于無線收發(fā)器的地理位置、發(fā)射器的發(fā)射功率、無線干擾、天線的方向等因素。 先應(yīng)式路由協(xié)議：在每個結(jié)點建立和維護(hù)包含到達(dá)其他結(jié)點的路由信息的路由表，源結(jié)點一旦要發(fā)送報文，可以立即獲得到 達(dá)目的結(jié)點的路由。 混合式路由協(xié)議：在局部地區(qū)使用先應(yīng)式路由協(xié)議，維護(hù)準(zhǔn)確的路由信息，并可縮小路由控制消息傳播的范圍，當(dāng)目標(biāo)結(jié)點較遠(yuǎn)時，通過查找發(fā)現(xiàn)路由，這樣既可以減少路由協(xié)議的開銷，也可以改善時延特性。無線網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)面臨的困難遠(yuǎn)比有線網(wǎng)絡(luò)的大的多，因此有線網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)是無法完全適用于無線網(wǎng)絡(luò)的。分層協(xié)議通過減少參與路由計算的節(jié)點數(shù)來限制路由計算的復(fù)雜性，增加了擴展性，但是簇首的選擇需要謹(jǐn)慎考慮，而且這類協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓叨葎討B(tài)的時候維護(hù)的開銷比較大。在平面協(xié)議中各節(jié)點以相同的方式發(fā)送和響應(yīng)路由控制信息 (如 DSR與 AODV)，節(jié)點只需要維護(hù)周圍鄰居的信息，不用考慮鄰居之外的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這使其操作簡單靈活，
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