无线异构网络分组调度算法与多跳路由协议研究

论文摘要

下一代通信网络（NGN）的目标之一是无论何人、何时、何地,都能享受无线宽带多媒体服务,而要达到这一目标,单一的通信系统已是捉襟见肘。为了解决这一难题,专家们提出了一种经济而有效的解决方案——无线异构网络,即在现有网络设施资源的基础上,利用宽带Internet技术将各个不同的专用无线通信系统连接起来,实现网络优势互补,构建一个广覆盖、高效率、稳定可靠的全球通信系统,同时允许各个无线系统保持一定的独立性和差异性。本文将以无线异构网络为背景,研究了分组调度算法和多跳路由协议的问题。在本文的第二章中,作者研究了无线异构网络中多跳路由协议的问题,并针对存在的缺陷,提出了两种改进方案。其一:针对动态源路由（DSR）中数据包头部必须携带完整的路由信息而造成额外带宽开销的缺陷,提出了一种分布式的流控制动态源路由协议（F-DSR）。F-DSR的主要思想是在DSR的基础上,加入流（Flow）的概念。F-DSR协议头省去了数据分组内的转发地址序列,只需标明该数据包的数据流号（FID）,并通过中间节点的路由转发表辅助实现分组转发,从而在保证移动控制性的前提下,提升了传输效率,特别当距离较长、地址较大时,传输效率提升明显。其二:针对目前多跳路由协议并不十分符合无线异构网络,“多模终端”和“垂直切换”等新现象并不能很好的解决的问题,提出了一种适合异构网络环境的中心控制源路由协议（CCSR）。CCSR协议巧妙地将主动式路由和反应式路由结合起来,兼顾了二者的优势,是一种比较折中的路由方案,但却更加适用于无线异构网络。在本文第三章中,作者研究了无线异构网络中分组调度算法的问题,并在多接口同时服务模型的基础上,提出了一种基于链路状况的调度算法（SALC）。该算法通过统计网络负载和检测物理层信道状况,加入数据丢失和重传等因素,重新计算传输时延,最后选出具有最短时延的接口作为传输接口。新算法克服了现有的EDPF算法的缺陷:将信道视为理想信道,不考虑由于丢包而造成的吞吐率损失,在恶劣环境下算法性能会大大降低。因此与现有的最短时延路径优先（EDPF）算法相比较,SALC算法将提升系统的吞吐率,特别是在信道状况恶劣的情况下,系统性能提升明显。本文第四章对全文的工作进行了简要的总结,并对未来的研究方向提出了进一步的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 关键问题及研究现状
• 1.3 研究目的与意义
• 1.4 论文的主要内容和结构安排
• 2 多跳路由协议研究
• 2.1 引言
• 2.2 分布式路由协议改进方案（F-DSR）
• 2.3 混合式路由协议改进方案（CCSR）
• 2.4 仿真实验
• 2.5 本章小结
• 3 分组调度算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 基于链路状况的调度算法（SALC）
• 3.3 仿真实验
• 3.4 本章小结
• 4 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士期间发表的论文
• 附录2 攻读硕士期间申请的专利
• 附录3 攻读硕士期间参与的科研工作
• 附录4 英文缩写对照表