異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的多媒體通信研究.pdf

1、無線通信近年來發(fā)展迅猛，我國移動用戶數(shù)已達5億，逐漸形成了GSM、CDMA為主、WiFi和藍牙為輔的無線接入格局，極大地滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的移動和業(yè)務(wù)需求。同時，人們?nèi)云诖咚俾?、更高容量和更大覆蓋范圍的無線接入技術(shù)，以及更多高帶寬的多媒體業(yè)務(wù)。在此背景下，迫切需要研究異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的多媒體通信。 針對無線網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出的異構(gòu)性、移動性和資源受限等特點，以及多媒體通信呈現(xiàn)出來的時延敏感性、帶寬多樣化和人感官的容忍性，本文將從異構(gòu)

2、無線網(wǎng)絡(luò)的組織形式、多媒體數(shù)據(jù)的傳輸調(diào)度算法、緩存機制以及通信協(xié)議四個方面展開研究。 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中，由于各種無線接入技術(shù)的覆蓋范圍，網(wǎng)絡(luò)帶寬及資源分配方式存在較大差異，加上節(jié)點的移動性容易產(chǎn)生鏈路中斷，造成端到端的帶寬變化較大。為此，迫切需要對異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的連接性進行研究。本文從異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的組織模型出發(fā)，提出了一種多維自組織模型以便為多媒體通信提供可靠的連接基礎(chǔ)，并討論了相關(guān)的構(gòu)造算法、維護算法和路由算法。該模型受益于無線資

3、源分配過程和P2P文件查找過程的相似性，將無線測量報告當(dāng)作文件分布地存儲在網(wǎng)絡(luò)中，無線資源分配過程被映射為文件查找過程。為了提高查找效率，該模型在CAN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上引入位置坐標和實體平面，使得多維自組織模型中的邏輯拓撲和地理拓撲相匹配，降低了網(wǎng)絡(luò)維護開銷，縮短了測量報告查找時延，降低了切換時延，提高了系統(tǒng)的連通率。 多維自組織模型除了為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)提供了可靠連接之外，還提供了多徑路由。正是在多徑路由的基礎(chǔ)上，本文接著提出了多級多

4、徑調(diào)度算法。該算法包括節(jié)點內(nèi)分類排隊、節(jié)點間互斥調(diào)度以及多徑路由間的協(xié)作帶寬分配三個層面。其中節(jié)點內(nèi)分類排隊根據(jù)多媒體業(yè)務(wù)的等級進行排隊，保證實時高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)優(yōu)先發(fā)送，并分析了隊列長度與排隊時延之間的關(guān)系;而節(jié)點互斥調(diào)度算法則是通過發(fā)送令牌來降低同域節(jié)點間發(fā)送數(shù)據(jù)的沖突概率，從而提高系統(tǒng)的整體容量;最后多徑路由協(xié)作，則是充分利用多維自組織模型提供的多徑路由，以多描述編碼為基礎(chǔ)，將多媒體流分割為若干個子流，通過多條路徑傳送。一方面提

5、高了多媒體通信的端到端帶寬，另一方面降低了丟包率，即使某條路徑上的數(shù)據(jù)包丟失，也能保證多媒體通信不中斷。 多級多徑調(diào)度算法為多媒體通信提供了基本的服務(wù)質(zhì)量保證，但由于路由建立時的搜索過程將會影響到多媒體通信建立時延，而且如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，源目的路由的帶寬和時延波動，會造成服務(wù)質(zhì)量的波動，并會影響到節(jié)點通信的流暢性。為此，本文又在多級多徑調(diào)度算法的基礎(chǔ)上提出了分層Cache機制。一方面對源目的路由根據(jù)其存活周期進行緩存；另一方面，

6、充分利用源目的路由中的中間節(jié)點，根據(jù)節(jié)點間的端到端時延保存一定數(shù)量的媒體數(shù)據(jù)。在進行媒體緩沖前，還輔助提出了一種路由的合并和裂變算法。通過一系列的Cache機制，縮短了多媒體通信的啟動時延，保證了服務(wù)質(zhì)量的穩(wěn)定性。 文章最后，將多維自組織模型、多級多徑調(diào)度算法和分層Cache機制全部融合到異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信協(xié)議中。該協(xié)議引入了跨層的思想，以SIP為基礎(chǔ)，對SIP協(xié)議的消息和流程進行自組織化的改造，系統(tǒng)地滿足了異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中