基于可用带宽预测的并发接入ad+hoc网络qos路由研究

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1、中图分类号：TN915论文编号：102870414-S050学科分类号：081001硕士学位论文基于可用带宽预测的并发接入adhoc网络QoS路由研究研究生姓名罗诚学科、专业通信与信息系统研究方向无线通信网络指导教师雷磊副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一三年十二月万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringAvailableBandwidthPredictionBasedQ

2、oSRoutingforAdhocNetworkswithConcurrentMediumAccessControlAThesisinCommunicationandInformationSystembyChengLuoAdvisedbyAssoc.Prof.LeiLeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2013万方数据承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标

3、注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要作为实现无所不在通信服务的重要组网技术，adhoc网络因其快速灵活、高可靠性的组网方式受到了学术界和工业界的广泛关注。信道接入控制（MAC）协议定义了节点使用信道的方式，直接决定着无线信道资源的使用效率。同时

4、，MAC协议也是adhoc网络中业务服务质量（QoS）研究的重要内容。与IEEE802.11DCF协议相比，并发接入协议能有效的提高adhoc网络的总吞吐量性能。然而，当网络中节点有新业务需求时，并发接入协议却无法保障网络中现有业务以及即将发起传输的数据业务的QoS。围绕支持和保证并发接入adhoc网络中业务的QoS这一研究目标，本文的主要贡献包括：（1）充分研究了现有adhoc网络中的可用带宽预测算法，并对其局限性进行了分析。同时，对已有的QoS路由协议中的常用策略进行了研究，指出了QoS路由实现的关键在于准确的对链路的可用带宽进行预测。在上述基础上，提出了一种

5、并发接入adhoc网络中链路可用带宽的预测算法。该算法首先要求节点利用载波侦听能力获知周围背景业务的信道占用情况，并由此估算出节点的可用时长。随后通过分析链路一端节点能进行数据传输而另一端节点不能进行数据传输的情况，得到链路可用带宽的初步估计值。进一步的，算法还讨论了接收节点因检测信道忙而无法应答CTS帧所导致的传输中断以及并行的数据传输引发的数据分组的冲突，得出了这两类传输失败的概率，最终准确的预测出链路的可用带宽。（2）基于所提出的可用带宽预测算法的思想，利用路由控制分组实现了基于节点协作的分布式链路可用带宽预测。同时，通过结合业务流带宽消耗的预测和路由发现过

6、程中的接纳控制，设计了一种能为网络中的数据业务提供一定QoS保障的路由协议。QualNet网络仿真环境下的仿真实验证明了所提出路由协议的有效性。关键词：Adhoc网络，并发接入协议，服务质量，预测，可用带宽，路由协议i万方数据基于可用带宽预测的并发接入adhoc网络QoS路由研究ii万方数据南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTAstheimportanttechniqueofubiquitiousIPnetworking,adhocnetworkshavegainedsignificantattentioninthepastdecade.Mediumacc

7、esscontrol(MAC)protocoldefinesthemediumaccessmechanismsofnodes,whichdirectlydeterminesthechannelresourceutilization.Meanwhile,MACprotocolisalsoanimportantpartoftheresearchinthequalityofservice(QoS)ofwirelessnetworks.ComparedwithIEEE802.11DCF,concurrentmediumaccessprotocolscansignifica

8、ntlyi