Ad Hoc网络中的QoS-aware多目标优化路由协议

摘要

Ad Hoc网络最大的特点是无中心、节点具有多跳转发的能力。因此路由是Ad Hoc网络研究的关键技术之一。目前大部分的路由研究着眼于找到一条连接源节点和目的节点的路由，并不考虑当前的网络流量和数据流的传输要求。因此，一旦网络中的数据流量超过了网络所能承受的限度，数据流的传输质量将无从保证。这对于一般的数据传输影响不会太大，但对于要求网络提供服务质量(Quality-of-Service，简称QoS)保证的实时应用(如多媒体文件的传输)来说是不能接受的。由于目前利用Ad Hoc网络传输实时应用的要求越来越迫切，设计出一个能够提供QoS保障的路由协议也成为迫切需要解决的问题。 本文在对Ad Hoc网络单播路由协议和QoS路由协议研究的基础上，提出了一个在Ad Hoc网络中提供QoS的路由协议——QoS—aware多目标优化路由协议(QMOR)。QMOR通过修改过的IEEE 802.11MAC协议周期计算节点本地信息(本地可用带宽、缓冲区中已存包的长度和重传次数)，把QoS请求--带宽作为接入控制的参数。路由发现是DSR协议的扩展，中间节点不允许从路由缓存中提取．信息直接回复RREQ分组，这样每个节点就减少了内存的使用，而且避免了过期信息对路由的影响。在目的节点不立刻回复第一个到达的路由请求(RREQ)分组，而是等待一段时间收集多条从源节点到来的路径，在目的节点利用多目标优化算法从多条路径中选出最优路径作为主路径和与主路径节点不相关的替换路径，算法的优化参数包括路径延迟、缓冲区中已存包的长度和重传数目。路由维护算法也是DSR协议的扩展，采用主路径一替换路径的方法减少路由发现的次数，有效利用网络资源。 本文对QMOR协议用NS2进行模拟，并把它的性能与DSR协议进行比较，结果显示了QMOR协议无论在静态网络和动态网络，都有比DSR协议更好的性能，可以提供很好的QoS保障。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2 Ad Hoc网络概述

1.2.1 Ad Hoc网络的发展

1.2.2 Ad Hoc网络的特点

1.2.3 Ad Hoc网络的应用

1.2.4Ad Hoc网络的结构

1.3 Ad Hoc网络路由协议及QoS保障的研究现状

1.3.1 Ad Hoc网络路由协议

1.3.2 Ad Hoc网络QoS保障

1.4本课题来源及研究意义

第二章Ad Hoc网络单播路由协议的研究

2.1引言

2.2 Ad Hoc网络路由协议的分类

2.2.1表驱动路由协议和按需路由协议

2.2.2平面式路由协议和分级式路由协议

2.3几种典型的Ad Hoc网络路由协议

2.3.1路由表驱动的路由协议

2.3.2按需驱动的路由协议

2.3.3其他的路由协议

2.4几种典型单播路由协议的比较

2.5 小结

第三章Ad Hoc网络QoS路由协议的研究

3.1引言

3.2 Ad Hoc网络的QoS保障

3.3 Ad Hoc网络中QoS路由

3.4几种典型的Ad Hoc网络QoS路由协议及算法

3.4.1 STARA

3.4.2 TBP

3.4.3 LTBR

3.4.4 LBRM

3.4.5 CEDAR

3.4.6 LS-QoS

3.4.7 QRME

3.4.8 ABGR

3.5几种典型的QoS路由协议比较分析

第四章QoS-aware多目标优化路由协议

4.1引言

4.2网络模型

4.3多目标优化的求解

4.4协议中QoS参数的选择及计算

4.4.1本地带宽的计算

4.4.2多目标优化参数的选择

4.5协议描述

4.5.1路由发现过程

4.5.2路由选择过程

4.5.3路由维护过程

4.6小结

第五章模拟实验及性能评价

5.1模拟实验工具

5.2 NS2

5.2.1 NS2的编程语言

5.2.2 NS2的无线网络扩展

5.3 QMOR协议在NS2中的实现

5.3.1针对使用源路由的修改

5.3.2有关分组及hdr_sr的修改

5.3.3各个参数值的获得

5.3.4中间节点收到RREQ包所做的处理

5.3.5目的节点利用多目标优化算法选路的实现

5.3.6路由维护的实现

5.4模拟结果及分析

5.4.1实验场景

5.4.2路由协议选择

5.4.3 QMOR协议的性能

5.5 小结

第六章总结与展望

6.1工作总结

6.2未来的工作展望

参考文献

致谢