無線Ad hoc網路競爭與干擾控制關鍵問題的研究

《無線Ad hoc網路競爭與干擾控制關鍵問題的研究》是依託中國科學技術大學，由張信明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無線Ad hoc網路競爭與干擾控制關鍵問題的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張信明
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

無線Ad hoc網路在國家安全(緊急服務、災難救援和軍用通信等)、環境監測、交通管理等領域具有重大套用價值。本項目採用創新解決方案對影響無線Ad hoc網路性能的核心因素競爭與干擾進行有效控制。在解決考慮競爭和干擾的網路性能最佳化方面有突破，從全局與局部最佳化相結合角度提出空間復用有效提升策略，以新的理論更準確地度量TCP傳輸容量並運用跨層設計調節傳輸層流量使之與鏈路層負載能力匹配，通過考慮競爭的信道預置MAC協定有效地提高信道利用率。在干擾模型方面，建立反映網路競爭和干擾的多跳物理干擾模型，完善融合物理模型和協定模型優勢的更實用的混合干擾模型。在干擾控制方面，提出更有效的考慮干擾拓撲控制算法、拓撲控制算法評價標準與實用化方案，建立將拓撲控制與路由協定結合的新機制。所以本項目涉及無線Ad hoc網路的關鍵技術和重要理論難點問題，在理論、技術上有創新，在方法上有突破。

結題摘要

本項目緊扣影響無線Ad hoc網路性能的核心因素：競爭和干擾，針對影響網路性能的局部和全局最佳化問題展開深入研究。 (1)在考慮競爭和干擾的網路性能最佳化研究中，將此類問題歸結為局部和全局最佳化問題，將全局最佳化與目前主流網路協定相結合，在主流網路協定最佳化時考慮全局最佳化目標，面向網路性能特別是網路容量對競爭和干擾進行研究。代表性成果有考慮競爭檢測的TCP擁塞視窗自適應機制(TVT)，局部最佳化的動態協作載波監聽機制(WCNC)，可提高網路吞吐量的基於平均路徑失敗的N+k編碼保護機制(CL)，基於虛擬路徑的TCP擁塞控制機制，基於動態干擾退避的無線網路容量最佳化策略，基於競爭區分的MAC數據幀分級接入信道的策略，基於競爭與干擾的信道預置策略。(2)在混合干擾模型研究中建立反映網路競爭和干擾的多跳物理干擾模型，完善融合物理模型和協定模型優勢的更實用的混合干擾模型。代表性成果有考慮物理干擾和延遲受限的拓撲控制算法(TMC major revision)，提出一個數學模型來描述在陰影衰落無線信道下干擾對無線自組織網路連通性的影響(WCNC)，基於隨機方向運動模型分析了移動自組織網路干擾動態變化特性(WCNC)。(3)在干擾控制策略研究中，提出更有效的考慮干擾拓撲控制算法與實用化方案，建立將拓撲控制與路由協定結合的新機制。代表性成果有減少MAC層衝突的基於鄰居覆蓋的機率廣播機制(TMC)，最小化路由發現引發的競爭與干擾的基於距離預測的路由協定(TVT)，控制網路拓撲變化的基於最優能耗樹的廣播機制(WCNC)，時延受限且能量高效的跨層路由協定(軟體學報)，考慮競爭與干擾的基於街道微拓撲的車載自組織網路路由協定。