无线自组网络中的资源分配和广播协议

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1、⑩硕士学位论文MASTER’S丁HESIS引言随着计算机网络技术的不断进步，近几年来无线网络通信得到了迅速的发展。传统的蜂窝系统需要有线基础设施(如基站)的支持才能实现，为了能够在没有固定基站的地方进行通信，～种新的网络技术——无线自组fadhoc)@络技术应运而生。自组网络不需要有线基础设备的支持，通过移动结点自由的组网实现通信。无线自组网络为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。无线自组网络由于其无固定网络拓扑的特点为网络通信带来了新的问题，解决这些问题既具有挑战性，又具有重要的意义。无线自组网络作为一种新的组网方式，相对常

2、规通信网络具有一些独自特点。f11网络的独立性无线自组网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。它的建立不依赖于现有的网络通信设施，具有一定的独立性。无线自组网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。∞动态变化的网络拓扑结构在无线自组网络中，结点可以在网中随意移动，而且移动的方式和速度都是随机的，这使得网络拓扑结构不断发生变化。D)有限的结点能源在无线自组网络中，结点的能源主要由电池提供，因此无线自组网络有能源有限的特点。f41网络的分布式特性在无线自组

3、网络中无基础设备没有中心控制结点，结点通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些结点发生故障，其余的结点仍然能够正常工作。无线自组网络技术的研究最初是为了满足军事应用的需要，它的研究起源于战场环境下分组无线网数据通信项目。在战争中，战场很难保证有可靠的有线通信设施，因此，通过通信结点自己组合，组成一个无线通信系统是非常有必要的。无线自组网络采用分布式的系统可以保证部分通信链路断开时，其余部分还能继续工作。1近年来，无线自组网络的民用价值也逐渐受到了重视。在民用领域，无线自组网络可以应用于没有建立硬件通信设旅或有线通信设施遭受破坏的环境和临时快

4、速建立一个通信网络的环境。如灾难救助，在发生洪水、地震后，有线通信设施很可能因遭受破坏而无法正常通信，通过自组网络可以快速地建立应急通信网络，保证救援工作的顺利进行，完成紧急通信需求任务。本文主要研究无线自组网中的两个热点问题：资源分配和广播协议。本文的结构如下：第一章和第二章分析了与本文研究相关的无线网络技术以及相关的研究工作。第三章给出了模拟网络拓扑的几种随机图模型。第四章提出了一种公平性的无线网络资源分配方案，该方案能更有效地利用网络资源。第五章和第六章提出了两种针对无线自组网络的广播算法，并用分析和仿真的方法表明了两种算法的高效性。

5、2◎硕士学位论文MASTER’STHESIS第一章无线网络资源分配无线互连网业务的不断增长使得无线网络资源分配机制成为计算机无线网络领域中的主要研究热点之一。在无线移动网络中为用户提供服务质量(OoS)支持已成为一种必然的趋势，合理的资源管理是保证服务质量的关键。采用何种有效的策略使资源分配具有公平性和高效率性是目前国内外计算机无线网络研究领域的研究热点，而由于无线网络时延大、信道时变的特点，必须研究有别于有线网络的控制策略，以合理的利用有限资源，支持无线网络业务。1．1无线网络资源分配特点近年来随着互连网的爆炸性增长，无线互连网技术也得到

6、飞速发展，快速高容量的无线数据业务需求的增长是无线网络发展的必然趋势。未来无线网络将是集语音、视频等实时业务和WWW浏览、文件传输等数据业务的综合多业务网络，这就要求未来的无线网络能够同时提供有不同服务质量要求的业务、同时保持无线网络能畅通运转。由于无线信道容量有限、无线信道质量随时间随机变化、时延较大等与有线网络不同的特点，使得无线网络在接纳控制、资源调度和分配，拥塞控制等方面与有线网络有很大不同，有线网络上已有的研究结果不能直接应用到无线网络。无线移动网络与固定网络有着非常不同的特性，终端的移动可能导致已经建立起来的连接中断，从而协商好

7、的服务质量无法得到保证，而其链路的低带宽和高误码率又对资源管理的效率提出很高的要求，这些都给资源管理带来很大的困难。无线信道是共享介质，许多用户竞争网络资源，这就使得分配策略要考虑公平性，尽可能⑧硕士学位论文MASTER’STHESIS地使每个用户能够公平地得到网络资源；而且无线网络资源是非常有限的，这就使得分配策略要考虑资源利用的效率性。然而无线信道是时变的，对不同用户提供的信道条件是不同的，这些特性给无线网络的资源分配带来极大挑战。为在无线网络上实现有效数据传输，人们提出了许多方法和技术，希望在无线局域网(WLAN)和无线广域网络上支持

8、多媒体业务。文献【1】通过无线网络和有线网络的对比分析，指出将来无线网络数据业务所面临的挑战，认为其中最重要的挑战是如何在无线网络的特殊环境下，实现多用户多服务质量要求下的最佳资