基于優(yōu)化協作的無線Ad Hoc網絡的跨層資源分配機制研究.pdf

1、無線AdHoc網絡是一種不需要任何基礎設施支撐、無中心基站的自組織網絡，它也是一種可以隨時隨地構建通信系統(tǒng)的自治網絡。由于無線網絡資源（如頻譜和功率等）是有限的，用戶共享這些資源，這就要求網絡資源必須合理有效地配置。資源配置的是否合理主要是看使用所分配的資源的這些用戶之間是否會發(fā)生沖突、干擾彼此的通信以及導致鏈路的擁塞等。此外，由于無線AdHoc網絡的節(jié)點是由一些便攜的設備組成，這些設備的能量通常是由能量有限的電池供給的，因此對網絡功耗

2、的研究也非常重要。本文主要是基于這些情況進行研究分析。
　　網絡擁塞控制與網絡資源的分配是相輔相成的。由于無線網絡的擁塞的發(fā)生主要是由于網絡資源分配不合理造成的，即使是某些網絡資源得到了充分地保證，但由于無線鏈路之間存在干擾，數據傳輸仍然不能成功。所以通過設計資源分配策略來控制擁塞的發(fā)生具有重要的研究價值。本文通過建立關于節(jié)點速率的網絡利用率函數最大化和功耗最小化的優(yōu)化模型，考慮物理層的鏈路傳輸功率和MAC（MediaAccess

3、Control）層的鏈路傳輸時間這些資源的分配，來調節(jié)源節(jié)點的發(fā)送速率，從而可以控制網絡的擁塞，有效地利用網絡資源，最終達到網絡利用率最大化和網絡整體功耗最小化之間的折中。本文通過仿真實驗驗證了在滿足服務質量要求的條件下，所提出的資源分配算法可以節(jié)省網絡功率的消耗、提高網絡的整體性能。
　　由于網絡的能量是有限的，所以應該盡量節(jié)省網絡能量的消耗。于是，本論文先說明網絡能量的消耗與節(jié)點的傳輸速率之間的密切關系，進而提出了關于節(jié)點傳輸

4、速率的網絡利用率函數和網絡壽命函數最大化的聯合最優(yōu)化模型，從而實現了傳輸層的速率控制、MAC層的競爭控制和節(jié)點的能耗限制。本論文運用凸優(yōu)化理論，將該最優(yōu)化問題優(yōu)化分解為若干子問題，逐個解決，每個子問題就是關于一種網絡資源的配置，進而提出相應的分布式算法。通過鏈路的擁塞代價和節(jié)點的能量代價進行實時地交互，使各個子問題及時地做出正確的決策。盡管網絡利用率和網路壽命是兩個相互沖突指標，但是本論文所提出的算法還是可以達到網絡利用率和網絡壽命最大