移动Ad Hoc网MAC协议的一种改进算法
摘 要：着重分析了影响公平性的退避算法，对用于无线局域网的乘性增加、线性减少（MILD）退避算法进行了改进。运用NS2仿真工具对改进算法后的信道接入的公平性进行了分析。结果表明，与BEB算法相比，改进后的MILD退避算法能大幅度提高信道接入的公平性。
关键词：移动Ad Hoc网络；MAC协议；退避算法
20世纪90年代中期，随着一些技术的公开，移动Ad Hoc开始引起人们的关注，成为移动通信领域的一个研究热点。PHIL K在其业余分组无线电的研究中提出了一种用于单信道网络的信道接入控制协议——多址接入冲突避免协议MACA(Multiple Access with Collision Avoidance) [1]，它使用RTS/CTS握手机制，其目的是要解决移动Ad Hoc网络中的隐藏终端问题。为了提高网络性能，在无线环境下的多址接入冲突避免MACAW(MACA for Wireless)[2]协议中，BHARGHAVAN建议使用RTS-CTS-DS-DATA-ACK的消息交换机制发送数据分组。相比MACA而言，MACAW增加了DS和ACK 2个控制分组。通过使用ACK分组，尽量使节点在MAC层就快速重传冲突的分组，而不需要在传输层进行重传。为了进一步改善信道接入的公平性，学者们还在MACAW中引入了乘性增加、线性减少MILD(Multiplicative Increase Linear Decrease)退避算法。
1 移动Ad Hoc网MAC协议退避算法
1.1二进制指数退避算法
二进制指数退避算法是IEEE 802.11 MAC协议中所采用的。该算法可以用以下2个函数来表述：
inc_cw()
{
cw_ = (cw_ << 1) + 1;
if(cw_ >CWMax)
cw_ = CWMax;
}
rst_cw()
{
cw_ = CWMin;
}
(1)当节点发送数据成功时，调用rst_cw( )，将竞争窗口cw_调整到最小值CWMin。
(2)当节点发送的数据发生冲突时，调用inc_cw( )函数，将竞争窗口cw_加倍。当竞争窗口cw_超过最大值CWMax时，将竞争窗口cw_设置为CWMax。
(3)当节点连续7次发送数据失败时，也调用rst_cw( )，将竞争窗口调整到最小值CWMin。
BEB算法将带来严重的不公平性，因为在节点一次发送成功后，将其竞争窗口调整为最小值CWMin，而其他发送数据失败的节点的竞争窗口值变为原来的2倍，使竞争窗口值变得比较大。在后续的竞争中，竞争窗口小的节点在竞争中获胜的可能性大。获胜后，竞争窗口又降为最小，其他发送失败的节点的竞争窗口再次增大，获胜的节点更有优势，而其他节点接入信道的概率很小。
1.2 乘性增加、线性减少（MILD）退避算法
为了改进IEEE 802.11 MAC协议中BEB算法的公平性问题，在MACAW中提出了乘性增加、线性减少退避算法MILD。该算法对BEB算法进行了修改，算法程序伪代码如下：
