一种新的竞争与分配相结合的MAC协议

潘 鹏，郭达伟，刘 航，王 鹏

一种新的竞争与分配相结合的MAC协议

潘 鹏，郭达伟，刘 航，王 鹏

针对IEEE 802.11在高竞争下吞吐量低，以及TDMA协议在低负载下吞吐量低的问题，提出了一种新的TDMA MAC协议：Q-TDMA。结合TDMA协议可以保证节点在每个周期内有一个发送机会，而同步CSMA/CA机制可以解决隐藏终端和暴露终端的问题，Q-TDMA协议要求节点根据本身的队列长度来竞争复用时隙。仿真实验结果表明，Q-TDMA提高了网络吞吐量，降低了端到端的延迟。

Ad hoc网络；时分多址；媒介接入控制；Q-TDMA协议

1 引言

Ad hoc网络是一种不依赖于任何固定基础网络设施的自组织、分布式的多跳无线网络。它可以由无线移动终端在一定的范围内自由搭建。Ad hoc网络中节点直接通过无线共享媒介，进行交换数据包。媒体接入控制（MAC）主要作用是提供有效的调度机制来分配有限的无线共享信道资源。MAC层控制网络节点接入无线信道，是所有数据报文和控制信息在无线信道上发送和接收的直接支配者。因此，MAC层高效地使用无线信道的有限带宽是至关重要的。

根据信道接入的策略，Ad hoc网络的MAC协议可以分为竞争类和分配类。竞争类协议主要包括：Aloha、 CSMA、MACA、FAMA和802.11[1-5]。它们一般采用冲突避免机制和随机重传，在网络负载较轻时比较有效。但随着负载增加冲突增多，吞吐量可能降低至零，网络不稳定，不能保证有界的端到端延迟。其优点是移动透明性，即协议不会根据网络拓扑的变化来改变工作方式。分配类协议主要包括：传统的TDMA、E-TDMA[6]和ADAPT[7]等。传统TDMA具有移动透明性优点，但是它不能复用时隙，吞吐量低；……