無線網(wǎng)狀網(wǎng)QoS技術的研究.pdf

1、無線網(wǎng)狀網(wǎng)是一門新興的無線網(wǎng)絡技術，它產(chǎn)生于Ad hoc網(wǎng)絡，Ad hoc網(wǎng)絡是為了適應戰(zhàn)爭的需要，增強無線傳感器網(wǎng)絡的健壯性而產(chǎn)生的，隨著戰(zhàn)爭的結束，Ad hoc網(wǎng)絡在民間和商業(yè)領域得到了廣泛的應用，因此 Ad hoc網(wǎng)絡的發(fā)展就有了兩個趨勢，一個是繼續(xù)沿著傳統(tǒng)的服務于軍事的方向發(fā)展，另一個轉向了服務于民間和商業(yè)的方向，就是現(xiàn)在的無線網(wǎng)狀網(wǎng)。與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡技術不同，無線網(wǎng)狀網(wǎng)中的的信息不局限于“一跳”，可以經(jīng)過“多跳”，也就是可以經(jīng)

2、過多個中間接點的中繼到達目的節(jié)點，這一本質上的不同，使得無線網(wǎng)狀網(wǎng)有了獨特的優(yōu)點，自組性、健壯性、自愈性，因此它可以應用在有線網(wǎng)絡難以到達的地方，或者災后通訊的場合。
　　隨著無線網(wǎng)狀網(wǎng)應用的增多，有些應用例如聲音、圖像的傳輸對時延、帶寬等 QoS(Quality of Service，服務質量)參數(shù)比較敏感，而傳統(tǒng)的路由協(xié)議是以跳數(shù)為度量依據(jù)的，在發(fā)送節(jié)點到目的節(jié)點的路徑中，跳數(shù)最少的路徑，鏈路狀態(tài)(時延、帶寬等)不一定好，因此

3、，需要研究開發(fā)新的路由協(xié)議或改進原有的路有協(xié)議使其能獲得 QoS參數(shù)，并能在路由發(fā)現(xiàn)中獲得滿足 QoS參數(shù)的路由。
　　本文深入介紹了無線網(wǎng)狀網(wǎng)的產(chǎn)生、特點、結構，無線網(wǎng)狀網(wǎng)有三種結構:基礎設施的mesh結構，客戶機 mesh結構，混合 mesh網(wǎng)絡結構，混合 mesh網(wǎng)絡結構是最具應用價值的方式。
　　本文深入研究了無線網(wǎng)狀網(wǎng)典型路由協(xié)議 DSDV路由協(xié)議、AODV路由協(xié)議、DSR路由協(xié)議的工作機制，并構造了三個仿真實驗，

4、第一個實驗和第二個實驗都構造了一個有200個無線節(jié)點的環(huán)境，前一個實驗節(jié)點是靜止的，后一個實驗節(jié)點在到達一個位置后停留50s，其他的條件是相同的，仿真時間100s，使用cbr流，最大聯(lián)機數(shù)目為20條，每秒送出15個封包，范圍為300×300，不但對三個協(xié)議的各種指標在某一環(huán)境下進行了對比分析，而且也測試了節(jié)點的移動對協(xié)議效果的影響；第三實驗構造了一個100個節(jié)點的無線環(huán)境，改變節(jié)點每秒發(fā)出的封包數(shù)，從每秒發(fā)送20個封包到每秒發(fā)送200個

5、封包，對以上三個協(xié)議的端點到端點的平均時延、分組成功接收率進行對比分析。
　　路由判據(jù)是路由協(xié)議選擇路徑的標準，本文對跳數(shù)、單跳往返時間、每跳包對時延、期望傳輸次數(shù)、期望傳輸時間等路由判據(jù)進行了研究，單一的路由判據(jù)得到效果不夠理想，應該尋求基于綜合準則的路由判據(jù)。
　　研究了搭建仿真環(huán)境所必需的工具和文件。研究了NS2仿真工具的工作原理、命令，awk語言，trace文件格式，gnuplot繪圖工具，測量無線網(wǎng)絡性能的腳本程序

6、。
　　深入研究了QoS的概念和三種典型的QoS保證模型，舉例說明了添加新路由協(xié)議的步驟，解析了AODV源碼，在此基礎上對AODV協(xié)議進行了改進:
　　(1)擁塞避免
　　AODV路由協(xié)議是以跳數(shù)為度量依據(jù)的，沒有擁塞控制，因此，可能會出現(xiàn)，有時網(wǎng)絡的流量不是很大，但經(jīng)過某些節(jié)點的流量太大，導致分組在該節(jié)點的延遲增大，流量進一步增大，就會產(chǎn)生丟包。為了解決這一問題，對協(xié)議作一下改進，先引入一個概念節(jié)點負載，節(jié)點負載定義

7、為隊列中排隊的分組長度占隊列總長度的比例。定時對節(jié)點負載進行檢測，如果節(jié)點負載超過80％，這個值可以根據(jù)實際網(wǎng)絡的流量調整，則在路由發(fā)現(xiàn)時，應“繞道而行”，避免經(jīng)過負載很大的節(jié)點，這樣就能做到均勻地分配流量，這樣走的路徑可能從跳數(shù)上來說不是最優(yōu)的，但能避免擁塞，減少延遲，而且開銷不是很大。
　　(2)時延控制
　　有些應用比如說語音服務對數(shù)據(jù)流的時延比較敏感，因些，要對分組的傳送時延加以控制，也就是分組所選擇的路由要滿足對時

8、延的要求。源節(jié)點在發(fā)送路由請求時，要加入時延請求，網(wǎng)絡節(jié)點在接收到這樣的路由請求時，要計算分組所經(jīng)歷的時延，如果滿足則轉發(fā)，不滿足則丟棄。
　　(3)帶寬控制
　　在AODV協(xié)議中只選擇跳數(shù)最小的路由，但這樣的路徑并不能保證分組對帶寬的要求，因此當結點接收到對于帶寬比較敏感的分組時，應采用一定的機制，計算到各鄰居結點的帶寬，選擇滿足帶寬請求的路徑。
　　通過上述的改進，形成了具有擁塞控制、時延控制、帶寬控制的QoS路由