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MANET中带宽时延约束路由算法研究

更新时间:2019-09-09
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MANET中带宽时延约束路由算法研究【博论】

摘要:当发生自然灾害、严重的恐怖袭击等紧急情况时,通信基础设施被摧毁。搭建不需要基础设施又能快速建立的MANET网络就成为最佳选择。MANET主要用于将救援现场相关的图像、语音、视频等数据信息发送给救援指挥部。传输这类多媒体业务要求在MANET网络中找到符合实时业务带宽要求的高效可靠路径。因此,本论文首先探讨如何对链路可用带宽进行准确预测。然后将预测结果加入到网络层的路由协议设计中,为多媒体业务的传输提供一定服务质量(QoS)保证。
     链路可用带宽的估计对多媒体传输具有重要的意义。针对当前MANET网络带宽估计存在的问题,如占用额外带宽,数据包碰撞退避、收发节点不同步监听信道,以及忽略控制信息消耗。本文提出了一种基于信道监听的被动式带宽估计算法。该算法从节点单位时隙发送概率出发,分析了数据包碰撞、竞争退避和收发节点同步监听信道空闲以及控制报文开销对网络带宽造成的影响。综合以上因素准确估计链路可用带宽。仿真结果表明该算法在不增加额外带宽消耗的情况下,较其他同类算法精确度更高,吞吐量性能更优。
结合上述链路可用带宽预测方法,本文设计了基于一种具有带宽时延约束的跨层路由协议。首先在 MAC 层对链路可用带宽进行准确预测,对多跳链路的带宽消耗进行估计。然后将这些信息添加到路由协议包格式中。在路由发现的过程中,引入带宽时延接纳控制。只有当链路可用带宽满足某业务流需求带宽时,才准许此业务流接入网络。当有多条路径满足业务流需求带宽时,综合考虑路由跳数。从中选出一条满足带宽时延需求的最佳路径进行数据传输,其余的作为备份路由。最后借助NS2验证了 该路由协议算法拥有较高的吞吐量、较低的时延以及更高的分组投递率。该算法能够有效地保障网络中现有业务流以及新业务流的服务质量。应急通信,MANET网络,链路可用带宽估计,路由算法,服务质量