频率捷变 CSMA 无线网络分析
网络与互联网体系结构
2010-07-30 v1
摘要
本文提出并分析了一种简单频率捷变 CSMA MAC 协议的性能。在该 MAC 中，节点同时载波侦听多个频率信道，并在 CSMA 退避机制允许时，抢占第一个机会在任何一条信道上进行传输。我们证明，频率捷变 MAC 能够有效 1) 提升吞吐量，2) 消除时间性饥饿。此外，该 MAC 可利用多无线电技术在现有 Wi-Fi 多频率配置上实现，并能与使用单无线电的传统 MAC 共存。本文利用“转移矩阵”方法，为规则一维和窄条二维 CSMA 网络提供了精确的稳态吞吐量分析。同时，给出了二维网格网络的精确近似。我们的闭式公式精确量化了频率捷变 CSMA 的吞吐量增益。为表征时间性饥饿，我们使用“平均剩余接入时间”（MRAT）这一度量。我们的仿真和闭式近似表明，频率捷变 MAC 能完全消除二维网格网络中的时间性饥饿，将其 MRAT 降低数个数量级。最后，本文提出了一个“着色定理”，以证明频率捷变 MAC 在一般网络拓扑中使用的合理性。我们的分析和定理表明，在拥有足够多频率信道的情况下，频率捷变 MAC 能有效解耦导致低吞吐量和饥饿的相邻链路之间的有害交互。
引用
@article{arxiv.1007.5255,
title = {Analysis of Frequency-Agile CSMA Wireless Networks},
author = {Soung Chang Liew and Jialiang Zhang and Chi-Kin Chau and Minghua Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.5255},
year = {2010}
}