MANET强业务优先级约束下功率控制研究

发布时间：2020-07-03 02:51

【摘要】：移动Ad Hoc网络(Mobile Ad hoc Networks,简称MANET)是一种无中心、自组织的全分布式网络,主要用于军事、抢险、救援等移动场景。网络中存在对时延要求很高的业务(如高级指令,紧急突发事件等),要求网络提供QoS保障,以满足实时业务传输的要求。针对以上问题,论文对MANET强业务优先级约束下的功率控制进行了研究,通过功率自适应调节,保障重要数据能够及时、准确地传递到目的地,为紧急突发事件的处理提供有效服务质量支持。主要有以下内容:一、提出了一种分布式的基于优先级的单信道MAC功率控制协议,确定网络中节点发射功率,实现功率自适应调节。(1)数据在源节点划分不同优先级,中间节点根据数据的优先级调度处理数据,保障高优先级的数据优先传输。(2)在控制帧中添加功率信息,通过节点之间功率信息的交换来确定数据的发射功率,实现功率自适应调节。使高优先级的数据获得更高的发射功率许可,提高了信噪比,保障数据的高效、可靠传输,减小了跳数,降低了时延;分配干扰限制功率,减小干扰,提高了信道空间复用度。低优先级数据以最小有效功率发送数据,为高优先级数据预留资源,减小了干扰,降低了能耗。实验仿真表明,在网络负载高的情况下,高优先级业务性能明显优于其它协议,相对于基于吞吐量和能耗的两种功率控制协议(IAPCM、PCM),时延分别降低了18%和43%,包投递率提高了10%和18%。二、提出了MAC层功率控制机制下的QoS路由协议,优化传输路径,提高网络服务质量。基于功率信息,以节点干扰限制功率作为路由控制帧的发射功率,建立网络拓扑结构。以时延、带宽、跳数为约束,使用混合的路由度量准则,选择QoS符合度最高的路径传输数据。并采用路径预修复机制,及时预修复服务质量变坏的链路,减小了时延和路由发现频率。仿真结果表明,相对于单一的MAC层功率控制,在网络负载较高时,高优先级业务时延降低约14%,包投递率提高了17%,低优先级业务时延、时延抖动和丢包率等性能也得到明显提升。在移动场景下,相对于IAPCM和PCM功率控制协议,高优先级业务时延、时延抖动、丢包率等性能具有明显优势。论文上述研究成果能够为移动Ad Hoc网络中紧急重要业务的实时处理提供有效支持,在实际应用中具有重要意义。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP13

【参考文献】