在Ad Hoc 無線網路中以Cluster 為基礎設計一高效率的多頻道管理協定

Abstract

在Ad Hoc 網路環境中，以Cluster 的管理方式可以 大量減少flooding 的封包數量。然而，802.11 MAC 協 定並非為Cluster 的網路結構所設計，在省電模式的運 作下，其對頻道使用的管理機制往往會產生許多問 題，諸如Gateway 無法有效率地參加相鄰兩個Clusters 的ATIM Window 及Data Window、同一channel 中的 通訊主機過度競爭、主機電量的過度耗費，以及Multichannel 資源無法有效的被使用等問題。本論文針對已 形成的Cluster 網路拓樸，提出一具Power Saving 考量 的MAC Layer Multi-channel 管理協定，使得在Cluster 網路結構下的多個頻道資源能有效的運用於各device 間的資料傳輸。我們所提出的協定具有以下特色：(1) 維持802.11 協定公平競爭的精神。(2) 針對需要資料傳 輸的device 而言，能為其營造最適當的競爭環境。(3) 針對無資料傳輸需求的device 而言，可使其達到省電 的目的。(4) 避免device 因過度競爭而徒增失敗率及電 量的耗費。(5) Inter-Cluster 間的traffic 因Gateway 適當 的安排，可減少其data transmission delay。實驗數據顯 示，我們所提出的協定能增加網路的throughput 及 channel utilization 、減少主機的電量耗費， 並能使 Gateway 迅速地轉送相鄰兩Clusters 的封包，進而減少 資料在相鄰兩Clusters 間傳送的delay time。