● 摘要
无线网络由于其安装方便、灵活性高等众多优点已经成为人们关注的焦点，并且一直会受到产业界、学术界的关注。通过改善负责无线资源分配的MAC层协议，能够有效提高无线网络的性能。因此，设计合理有效的MAC协议对无线网络来说具有非常重要的实际意义。相对于单信道MAC协议，多信道MAC协议通过划分不同的信道可以减轻多跳结构下的隐藏终端和暴露终端问题、避免或减少控制分组和数据分组之间的冲突，但同时存在多信道隐藏终端和多信道暴露终端问题。为了解决上述问题、提高多址性能，我们旨在提出一种高效快速的双信道MAC协议，并对提出的MAC协议进行性能分析，主要内容如下： 1．为了获得更好的网络性能，提出了一种适于多跳无线网络的能够消除暴露终端的时隙双信道媒质接入控制（ETE-MAC）协议。通过综合信道预约、冲突避免以及并发传输来改善多跳无线网络的网络性能。协议中，节点通过侦听信道可以准确判断自己能否进行无冲突收发，在时隙划分的基础上，信道预约和数据传输能够分别在控制信道（CCH）和数据信道（DCH）中并发无冲突进行。从而有效解决了隐藏终端和暴露终端问题，不需增加额外的网络开销就可以获得更高的信道空间复用效率，实现了最大化的网络并发传输。仿真结果表明，与现有典型双信道协议的仿真比较结果表明，该协议在吞吐量和平均分组时延方面都有显著的改善。 2. 根据上述提出的ETE-MAC协议的特点，建立了两种不同的性能分析模型。一种是基于排队论与概率论的分析模型。该模型根据节点的退避状态，运用M/G/1排队模型进行概率分析，对网络的性能进行了评估。另一种是基于马尔可夫状态链的分析模型。该模型基于马尔可夫状态转移理论，分析了节点不同退避状态间的转移概率，从而获得网络的性能评估。最后，将利用MATLAB计算得到的数值结果与在VC环境下得到的仿真结果进行对比，其比较结果证明了两种性能分析模型对网络性能的评估结果都是比较精确的。