● 摘要
移动Ad hoc网络是一种由若干移动节点组成的、不需要固定基础设施支撑和中心控制的自组织网络，网络中的每个节点既是终端又兼有路由器的功能。它具有灵活快速部署、自组织、自修复等特性，因而在民用、军用场景中都得到了广泛的应用，例如抢险、抗灾、救援、军事行动等没有固定基础通信设施的环境下。Ad hoc网络是当前计算机网络和无线通信网络领域的研究热点之一。它的一个关键设计问题是多址接入，也就是多个用户共享公共信道资源的方式。为了使具有突发性业务的移动节点能更有效地使用信道资源，本文深入、广泛的研究评析了Ad hoc网络中的多址接入协议，并在此基础上提出一种可解决暴露终端问题的多信道预约多址接入协议，其主要内容和贡献如下： 1. 为有效利用无线信道资源，本文提出一种可解决暴露终端问题的多信道预约多址接入（Exposed-Terminal-Free multiple access MAC）协议。该协议在公共信道上发送RTS/CTS（request-to-send / clear-to-send）分组实现握手，采用一种新的信道选择方案选择无冲突的业务信道传输数据分组，接收方成功接收完数据分组后在另一个公共信道上回复ACK（acknowledgment）分组，彻底避免了暴露终端问题。使得两跳范围内的相邻通信节点对即使同时使用同一个业务信道传输数据分组也不会发生冲突，业务信道的空分复用大大提高了信道利用率。采用多信道分别进行不同通信对的业务分组传输还解决了在单信道上传输所带来的隐藏终端问题，有利于充分利用无线资源。 2. 本文使用网络仿真工具OPNET对所提出的ETF MAC协议进行仿真建模，验证了所提出的信道选择方案和ACK分组传输策略的有效性。在相同环境下，与其它相关单信道、多信道MAC协议（如IEEE 802.11 RTS/CTS协议、CAM-MAC协议）进行了比较。仿真结果表明该ETF MAC协议具有良好的多址性能，能有效解决暴露终端问题、降低分组冲突和分组延迟、提高信道利用率。