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由于在802.11标准中只使用了网络中的单个信道资源,成为限制网络容量进一步提升的瓶颈。在无线网络中应用多信道技术,一方面能够极大的提升无线网络的容量,另一方面又给无线网络带来了新的亟需解决的问题,包括多信道隐藏终端,接收端忙等。而无线网络中信道资源的分配和管理对于无线网络的性能优化起着至关重要的作用。
本文将多信道MAC协议作为研究重点,并侧重于网络中节点配置有多个射频的情况。首先从现有的MAC协议入手,在总结分析的基础上,结合机会调度的思想,改进出一种基于多射频的机会调度MAC协议方案,在该方案中每个节点配备有多个射频,使节点具有独立的发送和接收端口,能够同时工作在多个物理信道上,并通过MAC协议来协调可供节点使用的信道,达到多信道的功能;利用多个射频收集的信道质量信息作为信道分配的依据,根据机会调度的思想,采用了使节点本地吞吐量达到最大化的准则来完成信道分配的工作;在数据发送的同时,通过在公共信道上发布网络分配矢量信息抑制其他节点占用信道,从而减轻在网络中由于应用多信道带来的问题。之后详细设计了该MAC协议的具体实现,通过对802.11协议MAC帧帧控制域进行扩展,使其支持新增加的MAC控制帧,并最终使用这些新增加的MAC帧实现基于多射频的机会调度MAC协议。
最后,通过实验仿真了提出的基于多射频的机会调度MAC协议,实验结果表明本文的MAC协议能够有效的提高无线网络的吞吐量以及降低网络的时延。