无线自组织网络中QoS组播路由协议研究

摘要

无线自组织网络无需固定的基础网络设施或中央系统的管理,由移动主机通过无线连接自动形成网络。同时,人们对交互式群组通信的业务需求日益增长,因此,在无线自组织网络中需要简单、高效的组播路由技术的支持。另一方面,由于大量的组播应用都是多媒体应用,所以需要网络在提供组播支持的同时,也能提供服务质量,即QoS支持。
　　 无线自组织网络中的QoS组播路由由于其目的节点较多,且路径不均匀,如何确定QoS约束指标是个关键问题之一。但QoS参数是相关的,同样的网络场景下,当一个数据流的带宽需求很小,显然时延会比较小,丢包率较低;反之,网络中的碰撞增加,时延和丢包率大大增加。因此,当前对于QoS组播路由的研究多数是关于带宽约束的组播路由。
　　 在无线自组织网络单播路由中,由于有邻节点和隐蔽节点的影响,节点进行会话占用的带宽是会话所需带宽的1-4倍。在组播中同样存在着这个问题,因此对于有QoS要求的组播问题,需要考虑邻节点和隐蔽节点的影响。然而考虑这一影响的QOS组播路由协议却很少,本文针对邻节点和隐蔽节点这一问题,提出了无线自组织网络中分布式带宽约束按需组播路由协议(BCMR)。该协议主要从节点的角度考虑带宽,在以下几个方面上不同于此前的其他组播路由算法。首先,在带宽计算方法上采用了资源预留的方式,每个节点有一张资源预留表,实时记录该节点需要使用的带宽,其邻节点或隐蔽节点接入的数据流也需在该节点的资源预留表中预留一份带宽,通过该节点可以使用的带宽减去资源预留表中预留的带宽计算节点的剩余可用带宽。其次,BCMR在考虑满足带宽的基础上分布式地寻找最短时延的路径,而不是计算最少跳数的路径,是分布式的基于局部信息的按需组播路由协议,适合无线自组织网络的场合。
　　 本文详细完整地介绍了BCMR的带宽计算方法、协议设计,并对其进行了充分的仿真,简单分析和仿真结果表明BCMR协议在分组投递的可靠性、时延性能上有较大优势,BCMR协议能够符合实时通信的要求,适用于需要进行实时通信且移动速度不高的组播环境中。