基于QoS感知的移动自组织网络路由协议设计与仿真研究

摘要

作为一种无线网络，移动自组织网络(Mobile Ad Hoc Networks，MANET)是由一群兼具终端及路由功能的移动节点通过无线链路形成的多跳临时性自治系统。随着移动自组织网络的发展以及人们对多媒体业务需求的日益增加，迫切希望移动自组织网络在提供传统数据业务的基础上，能够考虑不同业务的QoS要求，改善宽带业务传输质量。具有QoS感知的路由协议是改善移动自组织网络宽带业务传输质量的重要一环。
　　在众多MAC层网络性能指标中，节点接口缓存队列长度是一个非常重要的指标，它能够反映网络的负载及拥塞状况。论文分析了队列长度在QoS路由解决方案中的一些应用;并针对现有方案的不足，提出了一种基于队列长度的AODV路由协议的改进方案AODV-qlen。论文的研究分析表明，在网络负载较轻的条件下，AODV-qlen协议能够获得与AODV协议类似的性能;但当网络负载较重时，AODV-qlen协议能够有效改善AODV协议丢包率过高的问题，使得网络的丢包率稳定地维持在非常低的水平，不足之处是增加了分组的传输时延。
　　带宽、延迟以及分组丢包概率等QoS参数可以从不同的方面显示移动自组织网络的数据传输能力。可用带宽是移动自组织网络非常重要的一个参数，可用带宽信息是实现QoS感知的路由协议和接入控制的一个重要前提。论文在分析被动式带宽估计算法的基础上，提出了一种基于带宽估计的AODV路由协议改进方案AODV-be。论文的研究分析表明，改进的AODV路由协议在路径选择过程中考虑了中间节点的传输能力，因此所选路径的具有更好的传输性能。在本文所给出的网络环境中，当网络处于重负载情形下， AODV-be协议在多个网络性能指标上均领先于AODV协议。而当网轻负载较轻时，AODV-be协议与AODV协议性能相当。
　　论文的相关分析结果表明，在移动自组织网络中每个节点可以根据节点队列长度、以及监测时间段内信道空闲的时间来估算节点可用带宽，并在此基础上实现具有业务服务质量感知的路由协议。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 移动自组织网络概述

1．2 QoS路由算法的研究现状

1．3 论文的主要内容及组织结构

第2章 移动自组织网络的路由协议研究

2．1 传统的路由协议

2．2 QoS路由协议

2．2．1 QoS参数

2．2．2 几种典型的QoS路由协议分析

2．3 典型Ad Hoc按需路由协议的仿真比较

2．3．1 典型路由协议的分析

2．3．2 NS2原理及仿真的一般步骤

2．3．3 典型Ad Hoc按需路由协议的仿真比较

2．4 本章小结

第3章 基于队列长度的AODV路由协议的改进

3．1 基于队列长度的路由选择算法的设计

3．1．1 基于接口队列长度的路由协议研究现状

3．1．2 基于队列长度预测的路由选择算法的设计

3．2 改进的AODV协议在NS2仿真器中的实现

3．3 基于队列长度改进的AODV协议与AODV协议的仿真比较

3．4 本章小结

第4章 基于带宽估计的AODV路由协议的改进

4．1 可用带宽估计算法的研究现状

4．1．1 Ad Hoc网络环境下主动式与被动式带宽估计算法的比较

4．1．2 被动式带宽估计算法的研究

4．2 基于带宽估计的AODV路由协议的设计

4．2．1 IEEE802．11MAC的信道侦听机制分析

4．2．2 基于信道空闲率的带宽估计算法的设计

4．3 改进的AODV协议在NS2仿真器中的实现

4．3．1 MAC层实现信道空闲率的计算

4．3．2 信道状态监测功能的验证

4．3．3 路由层与MAC层的跨层交互

4．4 改进的AODV协议与AODV协议的性能比较

4．4．1 不同候选路径的传输能力分析

4．4．2 两个协议的性能比较

4．5 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文