Ad Hoc网络的MAC协议

　　在单信道Ad Hoc无线网络的发展过程中，最重要的就是MAC协议，在其控制下，多个节点可以共享一个无 线信道。这样的协议是必要的，且必须是分布式的。协议应该高效利用可利用的带宽，同时满足数据与实时 应用的QoS要求。在Ad Hoc无线网络中，载波侦听多路访问（carrier sense multiple access，CSMA）是最 常用的MAC机制之一。CSMA是一种简单的分布式协议，在这一协议控制下，各节点仅基于自身对公用无线信 道的感知，即信道是否空闲，来尝试传输控制节点的数据包。

　　对CSMA来说，数据包冲突是其固有的性质。冲突发生的原因是每一节点对其他节点的活动仅仅是一种延迟 的感知。隐藏节点也会引起数据包冲突，比如：两个正在传输数据的节点，彼此都在对方的侦听范围之外， 这样就可能在一个公共接收节点处发生干扰。虽然，CSMA有多种类型，在多种CSMA协议中有一点是不变的： 发生冲突的节点为避免出现另一次冲突，总是在之后确定一个任意的时间来重发数据包。但是这样的策略对 实时业务不能提供QoS保证。

　　Ad Hoc无线网络的MAC机制已被提出，目的是既能提供比CSMA更大的吞吐量，又能对实时业务提供QoS保障 。其中各种在机制中，避免冲突的多路访问（MACA）协议是构成其他机制的基础。在MACA协议中，一个准各 发送数据包的源节点首先发送一个RTS小数据包，如果成功从目的节点接收到一个CTS小数据包，源节点就会 发送它的数据包。在无隐藏节点的环境中，MACA可能会在提高网络吞吐量上优于CSMA，因为发生冲突的只是 RTS小数据包，而不像CSMA那样是普通数据包发生冲突。MACA也可以缓解由于隐藏节点所带来的问题，因为 目的节点所发送的CTS可以对其邻居节点进行约束，即干扰从源节点到目的节点的后续数据包传输的节点。 实地捕获多址接人（FLMA）协议族包含几种MACA的衍生协议，其中有一种对隐藏节点具有免疫能力。然而这 些协议并没有考虑QoS：控制短包经受冲突，并且它们的重传是随意选择的。

　　组分配多路访问（GAMA）是一种试图在分布式无线环境中对实时业务提供QoS保障的协议。在GAMA协议中，各节点在竞争期内采用RTS CTS对话方式来明确地为后续的无竞争期预留带宽。在无竞争期内传输的数据包会为下一循环保留预留的带宽,这一方案是异步的，是为无线网络所开发的，所有无线网络中的节点能侦听，当然也能接收来自网络中同等节点的通信。MACA/PR（避免冲突的多路访问／夹带预留）是一种与GAMA类似的协议，不同的是MACA/PR在无竞争期间发送完一个数据包之后还会发送一个确认信号，以通知接收节点的邻居节点在下一个无竞争循环中是否还要发送数据包。这一机制完全与纯载波侦听方法相反。在纯载波侦听方法中，每一节点需要建立信道状态信息，这些信道状态信息是以发送到信道上的数据包所携带的保留请求为基础建立起来的。

　　在Sobrinho和Krishnakumar书中所提到的黑突发（black－burst，BB）竞争机制。在该机制中，实时节点利用BBs的能量脉冲来竞争公共信道的访问权，BBs的长度与节点必须等待信道变为空闲的时间成正比。该机制是分布式的而且仅仅基于载波侦听。它给实时业务优先权访问，以保证实时业务包的无冲突传输。当该机制运用于Ad Hoc无线局域网中时，更可以限制实时业务的延迟。另外，BB竞争机制能覆盖于现有CSMA执行方案之上，特别是对于无线局域网的IEEE 802.11标准，只需对收发信机作较小的修改：关掉随机重传机制，提供发送BBs作为替代。