Ad Hoc网络QoS路由算法的研究

论文摘要

随着移动Ad Hoc网络的不断发展和成功应用,人们已经不再满足于移动Ad Hoc网络仅能提供数据的传输服务,而是希望移动Ad Hoc网络能够提供更多业务类型的传输服务。随着网络中对QoS严格要求的业务(如实时多媒体业务、网络电话等)出现,就需要移动Ad Hoc网络能够提供相应的服务质量(Quality of Service, QoS)保障。移动Ad Hoc网络的多跳性、节点的移动性、网络带宽资源的有限性、网络拓扑结构的动态变化、移动节点的计算能力和存储容量较低、能量受限等特点,使得传统的有线网络和有中心无线网络的QoS路由协议无法在移动Ad Hoc网络中直接应用。为此需要根据移动Ad Hoc网络的特点设计专门的QoS路由算法和协议,而这些特点使得设计支持QoS保障的路由协议成了一项具有挑战性的任务,并已成为移动Ad Hoc网络研究开发的热点。论文主要研究目标是如何在移动Ad Hoc网络中,提供具有QoS质量保障的路由算法。取得的主要成果如下:(1)针对移动Ad Hoc网络中QoS路由问题,对移动Ad Hoc网络中基于位置信息的路由协议进行改进,将位置信息与QoS路由协议相结合。通过使用辅助设备,引入有效邻居机制和抉择因子竞争机制,提出了一种基于有效位置的QoS多播路由算法。在选择路径过程中,通过抉择因子选择符合要求的最优路径。仿真实验表明算法是一种正确、有效的QoS多播路由算法,位置信息的加入能够使得网络的寻址更加精确,更加有效,从而得以提升网络的性能,可以适用于动态变化的环境及多种实时的应用场合。(2)移动代理技术的自主性、移动性及异步运行等特点使其可以降低网络带宽,提高资源的利用效率、实施灵活的并行计算、帮助用户及时快捷的完成任务。针对移动Ad Hoc网络中QoS约束多播路由问题,将移动代理技术应用到移动Ad Hoc网络的QoS多播路由中,提出了一种基于Agent的分布式QoS多播路由算法。算法利用不同类型Agent之间的通信协作,寻求满足QoS约束要求的多播路由;在获得最优路径的同时可有效避免回路的产生,并且通过灵活的路由切换和锁定机制,保证了路由连接的成功建立。实验结果表明该算法能够提高网络资源的利用效率,提高网络性能,是一种正确、有效的QoS路由算法。随着移动Ad Hoc网络上多媒体业务的快速发展,QoS保障已经成为移动Ad Hoc网络中系统通信必须支持的一项重要功能。由于移动Ad Hoc网络所具有的特性使得QoS路由问题进一步复杂化,还存在着许多亟待解决的问题,需要进一步深入研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 AD HOC 网络体系结构
• 1.2.1 网络拓扑
• 1.2.2 协议
• 1.3 AD HOC 网络特点
• 1.4 AD HOC 网络应用领域及研究现状
• 1.5 AD HOC 网络多播路由协议研究现状
• 1.6 本文主要研究工作与论文组织结构
• 1.7 本章小结
• 第2章 AD HOC 网络路由协议
• 2.1 AD HOC 网络路由协议概述
• 2.2 AD HOC 网络路由协议分类
• 2.3 几种典型的移动AD HOC 网络路由协议
• 2.3.1 表驱动型路由协议
• 2.3.2 按需驱动型路由协议
• 2.3.3 混合型路由协议
• 2.4 AD HOC 网络多播路由协议
• 2.4.1 Ad Hoc 网络的多播路由问题
• 2.4.2 Ad Hoc 网络的多播路由协议分类
• 2.4.3 Ad Hoc 网络的多播路由协议
• 2.4.4 Ad Hoc 网络多播路由协议比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 AD HOC 网络QOS 技术
• 3.1 引言
• 3.2 AD HOC 网络QOS 特性
• 3.3 AD HOC 网络QOS 参数
• 3.4 AD HOC 网络QOS 模型
• 3.5 AD HOC 网络QOS 信令
• 3.6 AD HOC 网络QOS 路由
• 3.6.1 实施QoS 路由的策略
• 3.6.2 几种典型的移动Ad Hoc 网络QoS 路由协议
• 3.6.3 比较分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于有效位置的QOS 多播路由算法
• 4.1 引言
• 4.2 网络模型
• 4.3 QLMRA 算法描述
• 4.3.1 有效邻居机制
• 4.3.2 算法步骤
• 4.4 算法分析
• 4.4.1 算法正确性证明
• 4.4.2 复杂性分析
• 4.5 实验分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于AGENT 的分布式QOS 多播路由算法
• 5.1 移动代理技术
• 5.1.1 移动代理的定义
• 5.1.2 移动代理的特性
• 5.1.3 移动代理在移动Ad Hoc 网络中的应用
• 5.2 QOS 约束多播路由问题的网络模型
• 5.3 算法的系统模型
• 5.3.1 Agent 类型与结构
• 5.3.2 Agent 维护的节点路由表结构
• 5.3.3 相关规则
• 5.3.4 Agent 会晤
• 5.3.5 路由连接切换和锁定
• 5.4 AQRA 算法设计
• 5.4.1 算法步骤
• 5.4.2 算法说明
• 5.4.2.1 回溯极限和发送极限
• 5.4.2.2 局部路径评价准则
• 5.5 算法性能分析
• 5.5.1 算法分析
• 5.5.2 性能分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 结束语
• 6.1 研究总结
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目