AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入?yún)f(xié)議

第三章AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入?yún)f(xié)議,主要內(nèi)容,AdHoc網(wǎng)絡(luò)具有特殊性基于固定的或有中心的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不能滿足AdHoc網(wǎng)絡(luò)的需要,蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的有中心的信道接入技術(shù)和傳統(tǒng)的基于共享廣播信道的信道接入技術(shù)均無(wú)法直接應(yīng)用到AdHoc網(wǎng)絡(luò)中因而需要專門設(shè)計(jì)適用于AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入?yún)f(xié)議,背景,3.1信道接入?yún)f(xié)議簡(jiǎn)介,AdHoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的分層結(jié)構(gòu),3.1信道接入?yún)f(xié)議簡(jiǎn)介,應(yīng)用服務(wù)和傳輸服務(wù)為AdHoc網(wǎng)絡(luò)終端的應(yīng)用程序提供服務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由完成網(wǎng)絡(luò)層的功能鏈路控制子層完成連接控制、分簇等與信道無(wú)關(guān)的鏈路層控制功能信道接入子層控制節(jié)點(diǎn)接入無(wú)線信道，為上層提供快速、可靠的報(bào)文傳送支持物理層的功能由電臺(tái)來(lái)完成，一般以獨(dú)立電臺(tái)模塊的形式來(lái)配置,AdHoc網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的分層結(jié)構(gòu),由于AdHoc網(wǎng)絡(luò)具有特殊的網(wǎng)絡(luò)組織形式和特性，信道接入?yún)f(xié)議面臨著很多問(wèn)題，如不同的信道共享方式、隱終端問(wèn)題和暴露終端問(wèn)題等AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道接入?yún)f(xié)議必須設(shè)法解決這些問(wèn)題，以減少或消除這些問(wèn)題帶來(lái)的負(fù)面影響,3.2存在的問(wèn)題,在一般的通信網(wǎng)絡(luò)中，信道的共享方式一般有三種：1、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)3、多點(diǎn)共享,3.2.1AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道共享方式,AdHoc網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信道也是一個(gè)共享的廣播信道，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文時(shí)，只有在它覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)（稱為鄰居節(jié)點(diǎn)）才能夠收到，而覆蓋范圍外的節(jié)點(diǎn)感知不到任何通信的存在，我們稱AdHoc網(wǎng)絡(luò)的這種共享信道為多跳共享廣播信道,3.2.1AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道共享方式,帶來(lái)的直接影響就是報(bào)文沖突與節(jié)點(diǎn)所處的地理位置相關(guān)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)正確收到了一個(gè)報(bào)文，而該報(bào)文可能會(huì)在另一個(gè)節(jié)點(diǎn)處發(fā)生沖突。也可能報(bào)文在接收節(jié)點(diǎn)處發(fā)生了沖突，但發(fā)送節(jié)點(diǎn)絲毫覺(jué)察不到。發(fā)送節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)感知到的信道狀況不一定相同，這會(huì)帶來(lái)隱終端、暴露終端等一系列的問(wèn)題,3.2.1AdHoc網(wǎng)絡(luò)的信道共享方式,隱終端定義：隱終端是指在接收節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)而在發(fā)送節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍外的節(jié)點(diǎn)。隱終端因聽(tīng)不到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送而可能向同樣的接收節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文，造成報(bào)文在接收節(jié)點(diǎn)處沖突。沖突后發(fā)送節(jié)點(diǎn)要重傳沖突的報(bào)文，從而降低了信道的利用率。所以，AdHoc網(wǎng)絡(luò)信道接入?yún)f(xié)議必須要盡量解決隱終端問(wèn)題。,3.2.2隱終端和暴露終端問(wèn)題,隱終端分類：隱終端又可以分為隱發(fā)送終端和隱接收終端。在單信道條件下，隱發(fā)送終端問(wèn)題可以通過(guò)在發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文前的控制報(bào)文握手來(lái)解決。但隱接收終端問(wèn)題無(wú)法在單信道條件下得到解決。,3.2.2隱終端和暴露終端問(wèn)題,節(jié)點(diǎn)A的天線覆蓋范圍,節(jié)點(diǎn)C的天線覆蓋范圍,節(jié)點(diǎn)D的天線覆蓋范圍,暴露終端定義：暴露終端是指在發(fā)送節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之內(nèi)而在接收節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)。暴露終端因聽(tīng)到發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送而延遲發(fā)送。但因?yàn)樗诮邮展?jié)點(diǎn)的通信范圍之外，它的發(fā)送實(shí)際上并不會(huì)造成沖突。這就引入了不必要的延遲。,3.2.2隱終端和暴露終端問(wèn)題,暴露終端分類：暴露終端可分為暴露發(fā)送終端和暴露接收終端。在單信道條件下，暴露接收終端問(wèn)題是不可能解決的，因?yàn)樗邪l(fā)送給暴露接收終端的報(bào)文都會(huì)產(chǎn)生沖突。而用于解決隱終端問(wèn)題的握手機(jī)制也無(wú)法解決暴露發(fā)送終端的問(wèn)題，因暴露發(fā)送終端根本就無(wú)法與目的節(jié)點(diǎn)成功握手。因此，在單信道條件下暴露終端問(wèn)題根本無(wú)法得到解決。,3.2.2隱終端和暴露終端問(wèn)題,暴露終端,3.2.2隱終端和暴露終端問(wèn)題,AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)的，這會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不斷變化。AdHoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議要適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供正確的路由。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)信道接入?yún)f(xié)議也有一定的影響。當(dāng)一對(duì)節(jié)點(diǎn)正在通信時(shí)，因移動(dòng)而進(jìn)入接收節(jié)點(diǎn)通信范圍的節(jié)點(diǎn)（被稱為入侵節(jié)點(diǎn)）可能會(huì)發(fā)送（或正在發(fā)送）數(shù)據(jù)而引起報(bào)文沖