维普资讯 http://www.cqvip.com 第２８卷 第９期 ＶＯ１．２８ ＮＯ．９ 计算机工程与设计 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ２００７年５月 Ｍａｙ ２００７ 支持发射功率控制的多信道自组网ＭＡＣ协议 田 原， 向 勇 （清华大学计算机科学与技术系，北京１０００８４） 摘 要：无线自组网的介质访问控制（ＭＡＣ）协议是与物理层密切相关的，大多数ＭＡＣ协议都要求物理层具备载波感知能 力。但在一些以小型手持设备为终端的自组网应用系统中物理层无法提供载波感知。为此，在ＭＡＣＡ和ＤＣＡ．ＰＣ的基础上， 提出了一种不需要载波感知的支持功率控制的自纽网多信道ＭＡＣ协议，通过调整发射功率实现节能，并在一定程度上支持 实时传输。 关键词：自组网；ＭＡＣ协议；多信道；能量控制；实时传输 中图法分类号：ＴＮ９１５．０４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００．７０２４（２００７）０９－２０３４．０３ Ｍｕｌｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌ ＭＡＣ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｗｉｔｈ ｒａｄｉｏ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ＴＩＡＮＹｕａｎ，ＸＩＡＮＧＹｏｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｒｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡｃ）ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｆｍｏｂｉｌｅ Ａｄ Ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＭＡＮＥＴｓ）ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ－ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｐｈｙｓｉｃｓ ｌａｙｅｒ， ｍｏｓｔ ＭＡＣ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｉｎ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｓ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｍａｌｌ ｈａｎｄ—ｈｏｌｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ Ｃ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｗｉｔｈ ｒａｄｉｏ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ＭＡＮＥＴｓ ｉｓ Ｃａｎ ｎｏｔ ｐｒｏｖｉｄｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＣＡ ａｎｄ ＤＣＡ－ＰＣ，ａ ｍｕｌｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌ ＭＡｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈ Ｃｎ ａｅｃｏｎｏｍｉｚｅ ｅｎｅｒｇｙ ｂｙ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｒａｄｉｏ ｐｏｗｅ￣ａｎｄ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｒｔａｆｉｆｃ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｉｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｎｅｔ； ＭＡＣ；ｍｕｌｔｉ—ｃｈａｎｎｅｌ；ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ０ 引 言 自组网是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的多 跳的临时性的自治系统。网络中的移动终端具有路由和报文 网应用。已有的自组网多信道ＭＡＣ协议往往假定物理层能 够提供载波感知，而实际应用中使用的许多射频芯片不具备 物理载波感知能力。 为此，针对这一类实际使用的不支持载波感知的无线收 发模块，抽象出相应的信道特征，并基于这此信道特征设计一 种支持功率控制的多信道自组网异步ＭＡＣ协议，该协议通过 转发功能，可以通过无线连接构成任意的拓扑结构。在自组 网中，ＭＡＣ协议运行在物理层之上，是所有报文在无线信道 上发送和接收的直接控制者，它的性能直接关系着信道的利 用效率和整个网络的性能。因此，ＡＣ协议至今仍然是自组 Ｍ网研究中的一个重点。 调整发射功率实现节能，并在一定程度上支持实时传输。 ２相关工作 由于ＭＡＣ协议改进是提高自组网通信效率的重要手段， 已有许多研究人员从不同需求出发，提出了许多自组网ＭＡＣ １概述 早期的自组网ＭＡＣ协议多数是单信道协议。随着技术 的进步，在自组网中使用多信道技术逐渐成为可能。多信道 协议。下面我们简要介绍几个相关的自组网异步ＭＡＣ协议， 其中，ＭＡＣＡ和ＭＡＣＡＷ是早期的单信道异步ＭＡＣ协议， ＤＣＡ．ＰＣ是自组网异步的多信道有功率控制机制的ＭＡＣ协 议。ＭＡＣＡ．ＰＲ协议引入了实时通信机制。 ＭＡＣＡ 协议是在ＣＳＭＡ／ＣＡ的基础上提出的单信道自 是指自组网节点的无线收发模块可在多个无线信道之间切换 收发数据，但同～时刻只能工作在某一个信道。多信道可以 是物理的（比如多个频点），也可以是逻辑的（比如时分复用）。 多信道技术可以减少ＭＡＣ层数据报文之间冲突的几率，并提 高系统的总吞吐量。 组网ＭＡＣ协议，该协议提出的握手机制和虚拟载波监听机制 对后来的自组网异步ＭＡＣ协议的发展产生了重要影响。 ＭＡＣ协议的设计与无线收发模块物理层所能够提供的 能力密切相关。多信道技术的理论研究已有很多结果［１￣４１但 在我ｔ１＂］的研究工作中发现这些工作很难直接用于实际的自组 收稿日期：２００６—０４。１ ５ Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｉａｎｙｕａｎ０３＠ｍａｉｌｓ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃａ ＣＳＭＡ／ＣＡ避免冲突的方法是依赖物理载波监听，节点在发送 报文前先监听信道上的载波：如果没有载波信号就发送数据， 如果有则进行退避；在发送前，收发双方通过交换ＲＴＳ和ＣＴＳ 作者简介：田原（１９７３一）。男，北京人，硕士研究生，工程师，研究方向为自组网ＭＡＣ协议的设计、实现和改进等； 向勇（１９６７～），男，四 川万县人，副教授，研究方向为无线自组网和计算机协同工作。 ・——２０３４・—— 维普资讯 http://www.cqvip.com 控制报文进行握手，握手的目的是通知接收节点已经做好接 收数据的准备。 它将重新使用ＲＴＳ—ＣＴＳ回话，并且在发生分组冲突时不重传 实时分组。 在无线信道下，如果完全依赖物理载波监听避免冲突，会 产生载波监听的结果对收发双方误导的可能，即隐藏终端和 ３支持发射功率控制的多信道自组网ＭＡＣ协议 我们针对一类实际使用的不支持载波感知的无线收发模 块，抽象出相应的信道特征，并给出一种可实施的多信道ＭＡＣ 协议。根据对实际收发模块的特征分析，我们抽象出如下的 信道模型：①每个节点有一个半双工的无线收发模块，在任何 暴露终端现象；其根本原因是在无线信道条件下，收发双方即 便在同一时刻，信道载波状态也不相同，然而双方又只能通过 自己的信道载波状态推测对方的信道载波状态。 ＭＡＣＡ 协议针对这一问题提出了不采用物理载波监听 机制，完全靠握手机制来解决隐藏终端和暴露终端问题的想 法。在ＭＡＣＡ中，节点决定发送或接收的依据不再是载波监 听的结果，而是是否收到并解析了一个ＲＴＳ或ＣＴＳ报文。如 时刻只能进行收发操作中的一种；②无线收发模块可以工作 于多个频点（信道），并可在各频点之间快速切换；③无线收发 模块无物理载波感知能力；④收发模块能够调整自己的射频 果解析到ＲＴＳ，则进行退避，保证ＣＴＳ能正常到达发送节点： 如果解析到ＣＴＳ，则需要更长时间的退避（在单信道条件下为 了防止与数据包冲突）；如果同时解析到一对ＲＴＳ和ＣＴＳ则和 解析到ＣＴＳ进行同样的退避。在ＭＡＣＡ中，只监听到和自己 无关的ＲＴＳ的节点是暴露终端，只监听到和自己无关的ＣＴＳ 的节点是隐藏终端：这样，如果所有的ＲＴＳ和ＣＴＳ都能在无碰 撞无干扰的情况下传输的它们应该覆盖的范围，那么隐藏终 端和暴露终端问题就在单信道条件下完全解决了。 ＭＡＣＡＷ提出的目的是重新评估ＭＡＣＡ中的一些基本设 计，然后提出改进。ＭＡＣＡＷ提出了由发送节点发出ＤＳ（ｄａｔａ ｓｅｎｄｉｎｇ）帧通知暴露终端该节点与目的节点握手成功，以及当 暴露终端收到许多ＲＴＳ而又不能回复时，由暴露终端发起 ＲＲＴＳ通知相邻节点竞争开始的机制来提高节点的竞争效率。 另一方面，ＭＡＣＡＷ还要求接受方对接收到的数据报文回复 ＡＣＫ帧。 ＭＡＣＡＷ对ＭＡＣＡ的一系列改进无疑在单信道条件下完 善了协议的处理规程，但同时也增加了协议的复杂度。ＭＡ— ＣＡＷ是通过引入更多更复杂的控制报文解决问题的自组网 异步ＭＡＣ协议的代表。ＤＣＡ—ＰＣ…协议是结合了多信道动态 分配技术和功率控制技术的自组网ＭＡＣ层异步接入协议，它 将所有可用信道分为一个控制信道和多个数据信道。控制信 道用于发送ＲＴＳ、ＣＴＳ等控制报文，数据信道用于发送ＤＡＴＡ 报文和ＡＣＫ报文。ＤＣＡ—ＰＣ使用了动态信道分配技术和功率 控制技术，其目的是通过多信道来尽量解决数据报文之间的 冲突，通过功率控制技术，减少报文之间的冲突概率，提高系 统吞吐量并可以节省能量。 在ＤＣＡ—Ｐｃ协议中，通过ＲＴＳ、ＣＴＳ等控制报文的交换，收 发双方确定本次收发所用的数据信道，所有控制报文使用最 大功率发送，这有利于提高信道预约的成功率。ＤＣＡ—ＰＣ协议 将数据通道上使用的功率分成多个能级，通过交换夹带在ＲＴＳ 和ＣＴＳ中的信息，和相关计算，收发双方得出收发所用的合理 功率，并在发送中使用。 ＭＡＣＡ－ＰＲ 的ＭＡＣ层是一种在异步条件下基于ＣＳＭＡ／ ＣＡ的ＭＡＣ协议。ＭＡＣＡ—ＰＲ的内容较多，在这里只讨论其关 于ＭＡＣ层对于实时业务的支持。为了传输一个实时业务的 第一个分组，源节点首先发起ＲＴＳ．ＣＴＳ回话，如果收到ＣＴＳ， 再发起ＤＡＴＡ—ＡＣＫ，这一过程与数据业务的接入过程相同。但 对于实时业务随后的分组，只需要使用ＤＡＴＡ—ＡＣＫ的交互，从 而减少了时间延迟。如果发送节点连续几次没有收到ＡＣＫ， 发射功率；⑤系统中没有高精度的时钟同步源（如ＧＰＳ系统）。 在此基础上，运用ＭＡＣＡ协议基本思想，借鉴ＤＣＡ—ＰＣ协 议的信道分配策略和ＭＡＣＡ—ＰＲ协议的实时通信策略，构造我 们的ＭＡＣ协议。我们的ＭＡＣ协议在多信道条件下能合理的 控制发送能量，并为实时数据的传输在ＭＡＣ层上进行的优化。 ３．１信道分配策略 在异步条件下，自组网多信道ＭＡＣ协议的信道分配策略 主要思路有两种。一种以ＤＣＡ—ＰＣ为代表，所有信道被分为 一个控制信道和多个数据信道，节点通常在控制信道监听所 有控制报文；收发双方通过控制报文协商数据信道，其它节点 通过监听到的控制报文了解信道的分配情况和占用时间，作 为将来协商数据信道的基础。这个思路的优点是不要求物理 载波感知。另一个思路是以多信道ＣＳＭＡ 为代表，其基本思 路是信道没有控制和数据信道的区分，当节点发送报文时，它 优先选择上次选择使用过的信道；如果该信道忙，就通过物理 载波监听随机选择一个空闲的信道发送数据；此思路要求无 线收发模块必须有物理载波监听功能。 ＤＣＡ．ＰＣ所使用的动态信道分配技术的虽然不依赖物理 载波监听，但是既便系统中节点数目少于信道数的情况下，仍 可能发生信道分配的冲突，原因是：①附带信道分配信息的控 制报文在传输中可能由于与其它控制报文发生冲突而没被某 些节点监听到；②在异步多信道单收发器条件下，节点在数据 信道接收数据时不能监听控制信道上的报文；③在自组网中 节点由于移动或休眠使自己积累的信道分配信息失效。特别 是在节点数接近信道数的情况下，冲突的可能性会明显增加。 为此我们在协议中使用静态方法进行信道分配。根据我 们的模型假设，系统中的节点总数小于无线信道的总数，因而 信道的分配策略可以规定为：将所有的信道划分为一个公用 的控制信道和多个数据信道，系统中每个节点对应一个固定 的数据接收信道；控制信道用于发送预约信道所需的控制报 文，数据信道用于接收数据。收发双方在控制信道上预约成 功后，跳到接收方对应的数据信道上进行数据传输，传送完成 后，收发双方跳回并监听控制信道上的信息。 ３．２控制报文的设计 协议中有ＲＴＳ和ＣＴＳ两种控制报文，用于在控制信道上 协商和预约信道。在数据信道上只传输数据，而接收方不发 送ＡＣＫ。ＤＣＡ．ＰＣ协议需要发送ＡＣＫ的原因是它使用的是动 态分配信道的策略，系统内部必然会产生信道分配上的冲突。 由于无线信道的特殊性，在收发双方节点上正确接收的协商 ・——２０３５・—— 维普资讯 http://www.cqvip.com 报文，可能在其邻居节点上由于某些原因未能正确接收。最 明显的原因就是不同节点发出的控制报文在某些邻居节点上 发生冲突导致报文未能正确接收，或者节点未在控制信道上 监听（比如正在其它信道上接收数据），甚至是节点之间位置的 变化。由于使用动态信道分配策略，系统内部的信道分配冲 突的可能性无法避免，因此会产生数据报文与数据报文之间 的冲突，此时ＡＣＫ报文对于保证数据报文在ＭＡＣ的正确传 输很有必要。 此时的时间值记为 上一次探测的时间值记 Ｉ”，如果 厂 ｔ）＞ ，则在数据包发送前进行发送能量级别的探测，如果本 次探测的结果与上次的探测的结果相同，则将 增加一倍ＴＡ＝ ＋２，但是必须满足 ＜ ， 是探测间隔的最大上限；如果 两次探测的结果不同，则 ＝ ；如果厶 一厶 ｜”≤ 则继续使 用上次探测的结果，不进行新的探测。 （４）为了减少每次探测所发送的探测包的数量以节约能量， 每个节点维护一个表，记录最近一段时间监听到的所有控制 报文，包括类型（ＲＴＳ或ＣＴＳ）、源节点、目的节点、能量级别和 然而，本协议使用了静态信道分配策略，保证了每个节点 有自己的专用接收信道，从而保证了系统内部不会产生数据 报文之间的发送冲突，因而导致数据传输失败的原因只能是 外部随机的干扰，如果假设外部的干扰可以忽略，则ＡＣＫ报 文可以省略，这样可以节约数据传输的时间和能耗。 接收时间。当本节点在时间厶㈨向节点Ａ进行探测前，首先查 找接收时间在（ （用 ， （ ，）之间的所有从节点Ａ发出的ＣＴＳ和其 它节点发向节点Ａ的ＣＴＳ报文，取这些报文的发送能量的算 术平均值作为本次探测的能级上限；如果没有ＣＴＳ报文，则取 接收时间在（ 【用－ｌ】，ｔＡ（ ））之间的所有从节点Ａ发出的ＲＴＳ报文， 取这些报文的发送能量的算术平均值作为本次探测的能级上 限；如果在（ Ｉ＂， ）之间没有任何关于节点Ａ的控制报文，则 以最大能级作为本次探测的上限。 ３．３发送功率控制 自组网节点消耗的能量可以分为与无线通信相关的能量 消耗和与无线通信无关的能量消耗两部分；与通信相关的能 耗又可分为处理能量消耗和收发能量消耗两部分；在收发能 耗中，发送功率一般比接受功率大的多。因此，发送功率控制 是自组网能量控制的重要组成部分。 ３．４支持实时数据传输的优化 在自组网中如何实现实时（话音、视频）数据的传输是一 个重要的课题，为了完成这个目标需要在自组网的各个层次 上进行优化，以提高传输效率。为了提高ＭＡＣ协议对实时数 据的支持，可以考虑进一步减少ＲＴＳ和ＣＴＳ的数量，基本思路 是争取在一次ＭＡＣ层的传输过程中尽可能增加被传输的数 据包的数量，以提高传输效率。 基本的传输过程是：发送方首先发起一个 收方在收到Ｒ ，后回应～个Ｃ 讨论ＭＡＣ层节能的算法很多“ ，通过合理的ＭＡＣ协 议实现节约能量有多种思路，在我们的算法中主要考虑了发 送功率控制机制。文献［１】中所讨论的发送功率控制策略是现 在自组网ＭＡＣ协议算法中经常使用的思路。接收方根据当 前接收端信噪比确定当前正确接收数据包的最小信号强度 ｍｍ，并且接收方在收到发送方的ＲＴＳ后，根据发送使用的能 ， 相 后， 量只和接收到的能量尸，以及接收方的尸，～计算出发送方应该使 用的最小能量（成比例关系），并通过ＣＴＳ传递给发送方。此 思路不但需要无线模块能够精确的确定收到的信号的能量大 对于ＲＴＳ增加一项内容，即本次传输实时数据包的数量。接 ，发送方在收到Ｃ 双方跳到相应信道进行数据传输；发送方根据约定传输相应 数量的数据包，接受方在接收完成后回应一个Ａｅ ，ＡＣ 中记录了接收方实际正确收到的数据包的数量。 每个节点必须为其所有邻居节点维护一个实时传输信用 表，记录３项内容：①两个节点之间最近一次进行实时数据传 输结束的时间；②最近一次进行实时数据传输发送的数据包 的数量；③最近一次进行实时数据传输实际接收到的数据包 的数量。 小，而且还要求接受方必须测定或准确估计自己当前的噪音 值。噪音可能由许多种来源产生，系统当前的温度、其它节点 发送信号产生的载波干扰等都和系统当前的噪音大小有关， 这不但对无线收发器提出了更高的要求，而且也是设计上的 一个难题。 在这里提出了一个通过实际探测的方法决定实际数据发 送能量的方法避免了确定接收端噪音大小的问题。本协议定 义的模型是无线收发器不能感知信号强度，但可以改变发射 功率级别，并具备多信道功能。在此基础上关于发送功率控 制的过程如下： 当进行一次实时数据传输前，发送节点查找实时传输信 用表的相应表项，如果当前时间和上一次传输的时间的差大 于某个时间常数 ，表示以前的记录已经失效，没有参考价 值。这时，将这一对节点之间的传输信用降为１，在进行上述 的实时传输时，接收方不必回应ＡＣＫ，￣；传输完成后，双方修改 相应的实时传输信用记录，将发送的数据包的数量记录为１， 实际接收到的数据包的数量也记录为１。此时，协议由实时传 输退回到非实时传输的状态。如果当前时间和上一次传输的 时间的差小于或等于某个时间常数 －ｎⅢ ，则参考上一次的传 输信用情况确定此次传输的数据包的数量：如果上次传输没 有数据包丢失，则将本次传输的数据包的数量比上次增加一 倍；如果有数据包的丢失，则将本次发送的实时数据包数量确 定为比上次减少～半。对于丢失的实时数据包不进行重传。 传输完成后，双方修改相应的实时传输信用记录。 （下转第２０８８页） （１）将发送功率分为Ｎ个能量级别，ＲＴＳ和ＣＴＳ报文中都 必须带有发送时使用的能量级别，以便于接收方收到这些报 文时可以确定发送能量级别。 （２）发送方为了确定发送数据所应该使用的能量级别，定 期向接受方以Ｎ个不同能量级别发送Ｎ个ＲＴＳ，接收方只对 接收到的能量级别最小的ＲＴＳ回应ＣＴＳ，ＣＴＳ的能级和ＲＴＳ 的相同。发送方根据这次握手确定的能级跳到相应的数据信 道进行数据发送。 （３）为了延长两次发送能量探测的时间间隔，以节约能量， 在两个节点之间探测时间间隔的确定上使用自适应的方法： 将本节点到某节点Ａ的探测时间间隔定义为 ，初始时 为 一个非０的极小的值 ；当本节点需要向节点Ａ发送数据时， —－—２０３６－—— 维普资讯 http://www.cqvip.com ３ 试 验ｈａ 问题，如何选择最优算法求得最小约简需继续深入研究。 参考文献： ［１】Ｚｈｏｕ Ｘｉａｎｇ－ｓｅａｎ，Ｈｕａｎｇ Ｓ．Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎａｔｕｒｅ ａｎｄ ｖａｒｉａｎｔｓ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｃｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ［Ｃ］．Ｈａｗａｉｉ，ＵＳＡ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｃｏｍ． ｐｕｔｅｒ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｂａｓｅｄ Ａｃｃｅｓｓ ｏｆＩｍａｇｅ ｎｄ Ｖｉａｄｅｏ Ｌｉｂｒａｒｉｅｓ．２００１．９４－ｌＯ１． ［２】Ｔａｋａｇｉ Ｈ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ：Ｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ＥＣ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｎｄ ａｈｕｍａｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ ｏｆ ｈｅｔ ＩＥＥＥ，２００１，８９（９）：１２７５．１２９６． ［３】 Ｋａｔｏ Ｓｙｕｋｏ．Ａｎ ｉｍａｇｅ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏ－ ｒｉｔｈｍ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｕｓｅｒｒｓ ｍｉｎｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｈｅｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ． ｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，２００１，４８（２）：７１－８６． ［４】 刘清．Ｒｏｕｇｈ集及Ｒｏｕｇｈ推理［Ｍ】．北京：科学出版社，２００１． ［５】 王国胤．Ｒｏｕｇｈ集理论与知识获取［Ｍ】．西安：西安交通大学出 版社．２００１． ［６】 周明，孙树栋．遗传算法原理及应用［Ｍ】．北京：国防工业出版社， １９９９． ［７】 阎平凡，张长水．人工神经网络与模拟进化计算［Ｍ】．北京：清华 大学出版社，２０００． ［８】 吴娅辉，王成儒，张涛．基于纹理的旋转不变图像检索算法的研 究［Ｊ】．计算机工程与设计，２００５，２６（１０）：２７１９．２７２０． ［９】 季赛，沈星，沈超．基于粗糙集的ＣＢＲ检索在天气预测中的应 用［Ｊ】．计算机工程与设计，２００５，２６（１ １）：２８９８．２９０１、 ［１０］Ｃｏｒｅｌ Ｃｏｒｐ．Ｃｏｒｅｌ ｓｔｏｃｋｐｈｏｔｏ ｌｉｂｒａｒｙ［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｏｒｅ１． ｃｎ／． （上接第２０３６页） 此外，连续发送的长度必须有一个上限。原因是：①由于 移动等原因，原来确定的能量级别需要调整，防止发送能量过 高的浪费或过低引起的数据丢失；②两个节点之间长期不间 断的通信会导致接入机会的不公平。上限的值和信道的带宽 相关。需要说明的是，以上实时传输协议虽然是建立在我们 ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｒｆ ｍｕｌｔｉｈｏｐ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｗｏｒｔｋｓ［Ｃ］．Ａｔｌｎｔａａ，ＧＡ：Ｐｒｏｃ ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， １９９９．１０１．１Ｏ９． ［３】 庞博，徐雷鸣，向勇，等．一种基于ＴＤ．ＳＣＤＭＡ的无冲突自组网 ＭＡＣ协议［Ｊ】．计算机科学，２００５，３２（１）：ｌ３．１８． ［４】 徐雷鸣，向勇，史美林．Ｏｎ ｈｅｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆｃｈａｎｎｅｌ ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ ｏｒｆ ｍｕｌｔｉ．ＮＩＣ ｍｕｔｔｉｈｏｐ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｗｏｒｔｓ［ｋＣ】．Ｗｕｈａｎ：Ｉｎｔｅｎａｔｒｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ－Ｈｏｃ ａｎｄ Ｓｅｎｓｏｒ，２００５．６３３－６４２． 的静态信道分配策略之上的，即保证１００％的信道预约成功 率，不会发生数据信道的使用冲突；但是在动态信道分配策略 下，如果可以保证数据信道的使用冲突的概率非常低，上述实 时传输协议也是有一定参考价值的。 ［５】 Ｋａｒｎ ＭＡＣＡ．Ａ ｎｅｗ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｒｆ ｐａｃｋｅｔ ｒａｄｉｏ 【Ｃ】．ＡＲＲＬ／ＣＲＲＬ Ａｍａｔｅｕｒ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｗｏｒｔｋｉｎｇ Ｃｏｎ－ ｆｅｒｅｎｃｅ，２００１．１３４－１４０． ４结束语 本文简要综述了ＭＡＣＡ和ＤＣＡ－ＰＣ等已有自组网ＭＡＣ ［６］ 于宏毅．无线移动自组织网［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，２００５． 协议。然后，针对无物理载波能力的多信道物理层提出了一 种自组网ＭＡＣ协议，在发送能量节省和实时传输效率提高两 ［７】 方旭明．短距离无线与移动通信网络【Ｍ】．北京：人民邮电出版 社，２００４．１３２．１３５． 【８】Ｔｓｅｎｇ Ｙ Ｃ，Ｈｓｕ Ｃ Ｓ，Ｔｅｎ－Ｙｅｎｇ Ｈｓｉｅｈ．Ｐｏｗｅｒ－ｓａｖｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ｆｏｒ ＩＥＥＥ ８０２．１ １－ｂａｓｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ Ａｄ Ｈｏｃ ｎｅｗｏｒｔｓ［ｋＪ】．ＩＮＦＯ． ＣＯＭ，２００２，（７）：５６．６９． ［９】Ｙｅ Ｈｅｉｄｅｍａｎｎ Ｊ．Ａｎ ｅｎｅｒｇｙｅｆｉｃｉｅｎｔ ＭＡＣ ｐｒｏｔｆｏｃｏｌ ｆｏｒ ＿个方面进行了改进。在协议的设计时，我们着重考虑了ＭＡＣ 协议的可实施性。 参考文献： ［】】 Ｓｈｉｈ－ＬｉＩｌ Ｗｕ，Ｙｕ－Ｃｈｅｅ Ｔｓｅｎｇ，Ｃｈｉｈ－Ｙｕ Ｌ．ｍ，ｅｔ ａ１．Ａ ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎ－ ｎｅｌ ＭＡＣ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｗｉｈ ｔｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｓ［ｋＪ］．ＩＮＦＯＣＯＭ，２００２，（６）：８９．９７． ［１ ０】Ｃｈｅｎ Ｂ，Ｊａｍｉｅｓｏｎ Ｋ．Ｓｐａｎ：Ａｎ ｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｉｃｆｉｅｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ａｌ－ ｇｏｒｉｔｈｍ ｏｒ ｆｔｏｐｏｌｏｇｙ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｉｎ Ａｄ Ｈｏｃ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００２，４５：１０１．１１０． ［２】 Ｎａｓｉｐｕｒｉ Ａ，Ｚｈｕａｎｇ Ｊ，Ｄａｓ Ｓ Ｒ．Ａ ｍｕｌｔｉｃｈａｒｍｅｌ ＣＳＭＡ ＭＡＣ ・——［Ｊ】．ＭＯＢＩＣＯＭ，２００ １，（７）：ｌ ３５．１ ４２． ２０８８・——
