基于鏈路可用帶寬預測的無線自組網跨層路由研究.pdf

1、無線自組網不需要固定基礎設施支持，組網快速靈活，抗毀性強，在軍事和民用領域均有廣闊的應用前景。近年來，隨著網絡多媒體業(yè)務類型和數(shù)量急劇增加，如何為多媒體業(yè)務流提供服務質量(QoS)保證受到了人們的廣泛關注。在無線自組網多跳共享帶寬受限的條件下，為了實現(xiàn)多媒體業(yè)務流的QoS保證，必須在數(shù)據(jù)鏈路層提出準確、實時的鏈路可用帶寬預測方法，并將預測結果作為網絡層路由選擇的依據(jù)，實現(xiàn)跨層路由選擇。本文的創(chuàng)新工作即圍繞上述關鍵問題展開，具體包括：

2、r>　　(1)在充分比較現(xiàn)有兩類可用帶寬預測方法的基礎上，針對在無線自組網中進行可用帶寬預測的兩個難點問題：收發(fā)節(jié)點可用時長不同步和隱藏節(jié)點導致的傳輸失敗問題，本文提出了一種基于分布式協(xié)調功能(DCF)協(xié)議的鏈路可用帶寬預測方法。該方法首先定義了鏈路最大吞吐量，并將其視為該鏈路可用帶寬的上限值。然后，方法要求鏈路兩端收發(fā)節(jié)點利用自身載波檢測能力獲得各自的可用時長，并通過分析收發(fā)節(jié)點可用時長的不同步情況得到鏈路可用帶寬的初步估計值。在此基

3、礎上，該方法通過討論鏈路周圍隱藏節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸可能造成的兩種傳輸中斷情況，細致推導了隱藏節(jié)點導致的傳輸中斷概率，并對鏈路可用帶寬的初步估計值進行修正，最終得到鏈路可用帶寬修正值。仿真結果證明了該鏈路可用帶寬預測方法的準確性。
　　(2)在充分驗證鏈路可用帶寬對路由協(xié)議性能重要影響的基礎上，本文結合上述鏈路可用帶寬預測方法和AODV路由協(xié)議，設計了基于鏈路可用帶寬預測的跨層路由協(xié)議。該路由協(xié)議在路由發(fā)現(xiàn)的過程中綜合考慮鏈路可用帶寬和多

4、跳路徑的跳數(shù)，既保證了現(xiàn)有業(yè)務流的QoS，又為新業(yè)務流尋找到一條滿足其帶寬消耗的傳輸路徑。為了實現(xiàn)對業(yè)務流的接入控制，該協(xié)議利用Hello分組在鄰居節(jié)點間交互可用時長信息來進行鏈路可用帶寬預測；在預測多跳路徑的業(yè)務流帶寬消耗過程中，充分考慮“流內競爭”問題，指出業(yè)務流在鏈路某一節(jié)點處的實際帶寬消耗應是其需求帶寬的競爭節(jié)點數(shù)倍。在上述兩方面內容的基礎上，該協(xié)議在路由發(fā)現(xiàn)的過程中對業(yè)務流進行接入控制，選擇鏈路可用帶寬滿足帶寬消耗且跳數(shù)較少的