Ad Hoc网络中的QoS多播路由协议研究

论文摘要

随着无线通信技术的发展和便携设备的不断普及,人们对新的移动通信服务的需求与日俱增。顺应这一趋势,作为一种多跳、无中心、自组织的Ad Hoc越来越收到关注,成为研究的热点网络之一。近年来的研究成果表明,多播成为Ad Hoc网络路由首选的方式,而QoS（Quality of service）多播路由又充分考虑到了Ad Hoc网络这种带宽资源紧张、系统资源有限的网络环境。多播是一种面向群组计算的通信传播方式,它是将数据发送给由一个目的地址指定的一组节点。论文研究的Ad Hoc网络多播路由是考虑了带有QoS约束的那样一组节点。从而就服务质量主要包含的延迟、延迟抖动、带宽、代价等QoS约束,给出了一种适应于Ad Hoc网络QoS多播路由的网络模型,提出了Ad Hoc网络中一种具有多QoS约束的多播路由协议QMRPA（QoS based Multicast Routing Protocol in mobile Ad Hoc networks）。QMRPA协议基于可行链路的定义,分两个步骤完成多播树的建立,首先建立从多播源节点到某多播目的节点满足多QOS约束的单一链路构成初始多播树,其次,多播目的节点再申请加入多播树中。在路由过程中每个节点只需要了解相邻节点的信息而不必掌握全局信息,提高了路由的成功率,降低了算法实现的复杂度。同时给出了QMRPA中多播树的修剪和维护的过程,并设计了路由备份机制,进行了正确性证明和复杂性分析。根据分簇结构,对QMRPA进行了改进,提出了具有多QoS约束的分簇多播路由协议QMRPA-CL.协议中每个簇内节点只需要维护本簇的簇内信息,每个桥节点需要维护簇内的主要信息和在这个高级簇内的其他同等级簇的相关信息,每个节点能够在满足QoS约束下快速动态加入多播树。仿真实验结果表明,QMRPA是有效的,且为Ad Hoc网络解决带有多QOS约束多播路由问题提供了一种新的思路。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 Ad Hoc网络特点与应用
• 1.3 Ad Hoc网络多播路由协议研究现状
• 1.4 研究的目的与意义
• 1.5 论文的组织结构
• 第2章 Ad Hoc网络的多播路由协议
• 2.1 多播的概念
• 2.2 Ad Hoc网络多播路由协议参考模型
• 2.3 Ad Hoc网络多播路由协议
• 2.3.1 基于树的多播路由协议
• 2.3.2 基于格网的多播路由协议
• 2.3.3 混合多播路由协议
• 2.3.4 无状态的多播路由协议
• 2.4 移动Ad Hoc网络多播路由协议比较
• 2.5 小结
• 第3章 Ad Hoc网络中QoS多播路由协议—QMRPA
• 3.1 设计思路
• 3.2 QMRPA网络模型及问题描述
• 3.2.1 网络模型
• 3.2.2 多约束QoS多播路由问题
• 3.2.3 端到端的时延估计
• 3.3 QMRPA协议描述
• 3.3.1 控制报文格式
• 3.3.2 初始多播树的建立
• 3.3.3 目的节点的动态加入
• 3.3.4 节点的维护过程
• 3.3.5 节点的剪除
• 3.4 增加备份路由机制
• 3.4.1 备份路由的有效性和可行性
• 3.4.2 备份路由的设计
• 3.4.3 多播路由维护
• 3.5 协议正确性证明及复杂性分析
• 3.6 小结
• 第4章 QMRPA仿真及性能分析
• 4.1 仿真背景及场景
• 4.1.1 仿真工具
• 4.1.2 仿真设置
• 4.2 QMRPA在NS上的实现
• 4.2.1 QMRPA组播路由实现
• 4.2.2 节点中需要维护的数据结构
• 4.3 性能指标的选择
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.4.1 多播组大小对网络性能的影响
• 4.4.2 节点运动速度对网络性能的影响
• 4.4.3 延时约束对网络性能的影响
• 4.5 小结
• 第5章 分簇基础上的改进—QMRPA-CL
• 5.1 设计思路
• 5.2 分簇MANET及网络模型
• 5.3 QMRPA-CL描述
• 5.3.1 初始多播树的建立
• 5.3.2 目的节点的动态加入
• 5.4 协议正确性证明及复杂性分析
• 5.5 小结
• 第6章 结论
• 6.1 论文工作
• 6.2 未来研究方向
• 参考文献
• 致谢