adhoc网络支持qos保障的多信道mac协议

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1、AdHoc网络支持QoS保障的多信道MAC协议摘要：提出一种基于多信道的Qos保障方案，结合业务区分和资源预留两种Qos保障策略，保证优先级高的业务及时接入信道；并且建立节点发送链表，给数据通信预留一段时间，实现数据信道上连续的帧交换，有效地使用了数据信道资源。关键词：无线自组织网；服务质量；多信道近年来，在无线网络中传输多媒体业务逐渐成为用户的基本需求，在无线网络中如何提供服务质量(Qos：QualityofService)保障已成为AdHoc网络领域中的研究重点；MAC子层是自组网QoS体系中最基本的部分，与单信道技术相比,多信道技术能较好地解决信道争用、隐藏终端、入侵终端

2、等问题，其具有提高系统吞吐量、降低时延等优点,但是大都不能为实时业务提供QoS保障。文章参考动态信道分配信道预约的思想，结合业务区分和资源预留两种方式，给出了一种提供QoS保障的多信道MAC层协议，为不同种类的业务类型设置不同的优先级和帧间隔，使高优先级业务优先预约数据信道，同时给不同目的地址节点建立发送链表，并且使用自动重传请求技术，实现在数据信道上进行连续帧交换过程，以此提髙系统的吞吐量和时延性能，保证多媒体业务的实时传输。1协议基本思想把多信道分成N个数据信道和1个控制信道，每个节点配两个半双工收发模块，1个用于控制信道且附加侦听模块,1个用于在多个数据信道间切换使用。通

3、信节点在控制信道上收发RTS/CTS/RES帧来预约数据信道，然后在数据信道上收发DATA/ACK帧来进行通信。业务区分功能是给不同业务类型设置不同的优先级和帧间隔，资源预留功能是在每次RTS/CTS/RES帧交换中，都预约好一段时间,在该时间内,通信节点可进行连续的帧交换过程。下面详细说明本协议中的几个重要规则。1.1发送链表协议中，给不同目的地址节点分别建立发送链表，链表结构如图1所示；SrvDataElem是业务数据在链表中的结构:Pkptr指向业务数据；Oos是分组优先级的整数值，实时业务分组（如语音、视频等）比普通业务分组有更高的优先级,Oos数值越大表示优先级越高；

4、AtTime是高层数据的到达时间。NL□是链表表头结构：SrvList是以SrvDataElem为元素的数组首地址；Dest是目的地址；TOos是链表优先级权重值，表示链表中分组的平均优先级，由链表中分组的Oos和ArTime共同决定，有：其中Q、T表示Oos和ArTime在链表优先级权值中的比例度量，DataNum表示链表中分组个数，TQos值定期更新且其值越大表示本链表的优先级越高；业务数据按照目的地址放入相应的发送链表中，相同目的地址分组在同一个链表中，分组的类型和目的地址由相应的路由协议规定。1.2信道规程在控制信道上收发RTS/CTS/RES帧来预约数据信道，帧格式如

5、下所示：当节点A的发送链表非空时，选择TQos值最大的链表且其目的地址为氏在控制信道空闲时，等待一段间隔时间，执行退避后发送RTS帧。TOos越大，此间隔时间越小，以保证高优先级业务数据较早接入信道。RTS帧中设置NAVrts、Fcl、N、Tdl、Ndl域，其中NAVrts表示网络分配矢量，以将控制信道的使用情况告知邻居节点；Fcl是节点A的空闲数据信道列表；N表示发送链表的业务数据数；Tdl表示N个业务数据的总长度，目的节点根据N、Tdl字段计算数据信道上的通信占用时间。Ndl是节点A发送链表中下一条数据的长度，节点B可以根据该字段设置超时定时器值。在节点B接收到RTS帧时，

6、将帧中的Fcl值与自己的FCL表进行匹配，在有匹配空闲数据信道的情况下返回CTS(Dj,NAVcts)帧，其中Dj是一个随机选择的匹配信道号，NAVcts用来将数据信道Dj的使用情况告知邻居节点；在无匹配空闲数据信道时，B返回CTS(0,TEst)帧，这里的TEst表示节点B的CUL表中出现空闲信道的最小时间：TEst=min{i,CUL[i].RelTime-TCurr-TSifs-TCts}。A节点在收到CTS(Dj,NAVcts)帧后发送RES(Dj,NAVres)广播帧，Dj表示选定的空闲数据信道号，NAVres是网络分配矢量，用于将信道Dj的使用情况告知邻居节点。A节

7、点在收到CTS(0,Test)帧后退避TEst时间，之后需要等待一个帧间隔时间再发送RTS帧。在数据信道上收发DATA/ACK帧进行通信，DATA/ACK帧格式如下所示：DATA帧中有Ndl、Itrp、Seq字段，Ndl是发送数据链表中下一条DATA帧的长度，用于对端节点计算超时定时器值；Seq用于对方节点辨别接收帧是新帧还是重复帧，正常时此字段值按0、1交替变化，重传时值不变；Itrp表示强制中断，正常时此字段值1,为0时表示需要立即中止通信,之后双方收发ACK帧结束本次通信；强制中止通信