题目：基于跨层设计的路由和拥塞控制协议研究

在多跳无线网络中，无线信道的可变性、网络拓扑的动态性和用户需求的多样性使得传统的分层设计难以保证整个网络能量效率、开销和性能的设计最优。为解决此问题，跨层设计已成为当前国内外网络研究的热点问题之一。本文将重点研究基于跨层设计的路由和拥塞控制协议，主要内容和工作如下：1. 为减少ad hoc网络中的干扰产生、降低由此引起多次重传后的分组丢弃从而导致的额外重传时延和能量消耗、改善网络的传输效率和能量效率，提出一种基于跨层设计的干扰感知路由（interference-aware routing，IAR）协议。与现有的基于竞争的路由协议不同，IAR协议引入节点干扰度和能量度作为选路代价，通过干扰和能量感知的路由选择机制实现路由建立。利用节点收到的发送请求（RTS）、清除发送（CTS）和应答（ACK）分组的计数作为干扰度的计算依据，从而在路由选择中避开干扰易发生区域；利用下一跳候选节点的初始和剩余能量作为能量度的计算依据，从而均衡各节点的能量消耗，延长整个网络的寿命。仿真结果表明，与DCR（dynamic codeword routing）和AODV（ad hoc on-demand distance vector routing）协议相比，IAR协议提高了能量效率、改善了网络的吞吐量、分组投递率和时延等性能。2. 在传感器网络中由拥塞引起的大量分组重传和丢弃会导致时延、分组丢失和能量损耗。为准确地探测和控制网络拥塞，提出一种基于跨层设计的逆流拥塞控制（upstream congestion control，UCC）协议。利用节点在媒质接入控制（MAC）层中未占用的缓冲器区间大小和通信流量作为该节点拥塞等级的指示，并结合节点优先权分配上一跳节点的业务量速率，上游节点据此逐跳地调节业务量传输速率以减轻拥塞。仿真结果表明，与CCF（congestion control and fairness）和PCCP（priority-based congestion protocol）协议相比，UCC协议提高了吞吐量，降低了分组丢失率，并具有更好的加权公平性。