基于鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)的無線自組網(wǎng)跨層路由研究.pdf

1、無線自組網(wǎng)不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施支持，組網(wǎng)快速靈活，抗毀性強(qiáng)，在軍事和民用領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)多媒體業(yè)務(wù)類型和數(shù)量急劇增加，如何為多媒體業(yè)務(wù)流提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證受到了人們的廣泛關(guān)注。在無線自組網(wǎng)多跳共享帶寬受限的條件下，為了實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)流的QoS保證，必須在數(shù)據(jù)鏈路層提出準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)方法，并將預(yù)測(cè)結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)層路由選擇的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨層路由選擇。本文的創(chuàng)新工作即圍繞上述關(guān)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(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)在無線自組網(wǎng)中進(jìn)行可用帶寬預(yù)測(cè)的兩個(gè)難點(diǎn)問題：收發(fā)節(jié)點(diǎn)可用時(shí)長(zhǎng)不同步和隱藏節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致的傳輸失敗問題，本文提出了一種基于分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)協(xié)議的鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)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(diǎn)利用自身載波檢測(cè)能力獲得各自的可用時(shí)長(zhǎng)，并通過分析收發(fā)節(jié)點(diǎn)可用時(shí)長(zhǎng)的不同步情況得到鏈路可用帶寬的初步估計(jì)值。在此基

3、礎(chǔ)上，該方法通過討論鏈路周圍隱藏節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸可能造成的兩種傳輸中斷情況，細(xì)致推導(dǎo)了隱藏節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致的傳輸中斷概率，并對(duì)鏈路可用帶寬的初步估計(jì)值進(jìn)行修正，最終得到鏈路可用帶寬修正值。仿真結(jié)果證明了該鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性。
　　(2)在充分驗(yàn)證鏈路可用帶寬對(duì)路由協(xié)議性能重要影響的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合上述鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)方法和AODV路由協(xié)議，設(shè)計(jì)了基于鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)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(wù)流的QoS，又為新業(yè)務(wù)流尋找到一條滿足其帶寬消耗的傳輸路徑。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流的接入控制，該協(xié)議利用Hello分組在鄰居節(jié)點(diǎn)間交互可用時(shí)長(zhǎng)信息來進(jìn)行鏈路可用帶寬預(yù)測(cè)；在預(yù)測(cè)多跳路徑的業(yè)務(wù)流帶寬消耗過程中，充分考慮“流內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)”問題，指出業(yè)務(wù)流在鏈路某一節(jié)點(diǎn)處的實(shí)際帶寬消耗應(yīng)是其需求帶寬的競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)數(shù)倍。在上述兩方面內(nèi)容的基礎(chǔ)上，該協(xié)議在路由發(fā)現(xiàn)的過程中對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)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