无线mesh网络多媒体传输qos路由与mac层策略研究

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1、万方数据中图分类号UDCTP393．1004．738博士学位论文学校代码!Q533无线Mesh网络多媒体传输OoS路由与MAC层策略研究ResearchonQoSRoutingandMACLayerSchemeofM1dtimediaTransmission’WirelqMeshNetworksUltieiaIraUSlsslonInirelessetworS作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期2Q!垒1311窆符琦计算机科学与技术计算机应用技术信息科学与工程学院陈志刚教授中南大学二。一三年九月学位论文原创性声明嬲渊蚪万方数据本人

2、郑重声明，所呈交的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。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。储虢监吼业年』旺日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以

3、将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：三配日期：丝年土月慢日导师签名日期：业年』月L乒IEt万方数据中南大学博士学位论文摘要无线Mesh网络多媒体传输QoS路由与MAC层策略研究摘要：随着无线设备制造成本的下降以及各种无线通信技术的成熟应用，作为下一代宽带接入的重要技术之一的无线Mesh网络己被广泛应用于无线宽带城市、无线校园(企业)和抗灾抢险等领域。与此同时，基于无线Mesh网络的各种音频、视频和高实时性数据业务(如VOIP、视频会议等)在商业应用上的迅速发展

4、，使得人们对无线Mesh网络数据传输的各项QoS指标(如平均延迟、延迟抖动、带宽分配等)提出了更高的要求。然而，无线Mesh网络MAC层的分布式自由竞争模式、节点对全网信息掌握的不完全性等固有特性，都使得现有无线(有线)网络所采用的QoS保障技术很难直接应用于无线Mesh网络及其上的多媒体业务传输，因此，QoS保障问题是仍然是目前无线Mesh网络研究的热点和难点问题。本文从无线Mesh网络的MAC层、网络层和跨层设计的不同角度，对QoS保障策略进行了相关的分析研究，并提出了相应的解决方案。主要的研究工作包括以下几个部分：(1)针对802．11e的EDCA机制和单

5、路径路由协议在QoS保障方面的不足，从跨层优化的角度，提出了一种优先级白适应的QoS路由策略。该策略通过在网络上层设定各类数据流传输的QoS阈值，并在网络层对MAC层AC队列的状态信息进行实时监控，来动态调整不同业务数据包的优先级别，同时在MAC对不同业务数据包的传输时延进行估算，以获取数据成功发送后不同AC队列的平均时延，并对队列的平均冲突概率进行统计，以自适应地调整各队列的信道竞争参数，从而更好地平衡不同类型业务流占用信道机会，以保证不同业务流之间的传输公平性，提升网络的整体传输效率。(2)针对多路径相邻链路之间的干扰对数据传输质量带来的相关问题，在现有80

6、2．11e标准EDCA机制和多路径路由相关问题分析的基础上，利用跨层优化的设计思想，定义了适应于多业务多路径传输的联合路由判据，使网络层的路由选择策略能够根据多媒体数据的业务类型和联合路由判据估算出的当前可用路径的状态与质量信息，合理地选择能满足不同业务类型QoS要求的数据传输路径，同时对万方数据摘要EDCA静态的信道竞争参数分配方案进行了自适应改进，使其能适应于无线多跳的数据传输环境，减少了网络中数据包传输的冲突，有效地提高和满足了各类媒体业务数据的传输质量，以及网络传输的公平性。(3)针对802．11e的EDCA机制在业务区分时未能提供良好的QoS保证的问题

7、，提出了一种基于剩余时延界限的CFB数据包转发机制，该机制在现有802．11eEDCA机制的基础上，针对由于具有较大时延界限的数据流长期占用传输信道，而导致具有较低时延界限数据流出现大量丢包、重传，从而影响整个网络的吞吐量及多数据流传输的公平性问题，通过估算数据包的剩余时延，以及动态调整TXOP的时长及CFB突发数据块的大小，来自适应网络中多优先级业务流量的变化，有效地提高了网络中各类业务数据流的吞吐量。关键词：无线Mesh网络；多媒体；服务质量；802．1le分类号：TP393．1万方数据中南大学博士兰垡笙茎垒!!皇竺!ResearchonQoSRouting

8、andMACLayerS