無線自組織網(wǎng)絡(luò)下基于QoS信息統(tǒng)計的服務(wù)質(zhì)量保障模型.pdf

1、無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種無中心、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)，因其具有組網(wǎng)靈活、自主運行等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在軍事通信、地震救災(zāi)等無基礎(chǔ)設(shè)施且需快速組網(wǎng)的場合。隨著無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的通信需求由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)擴展到有QoS需求的多媒體業(yè)務(wù)。由于無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和鏈路狀態(tài)的時變性、節(jié)點能量受限等特點，無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS保障實現(xiàn)起來較為復(fù)雜。無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS保障需要各個

2、協(xié)議層協(xié)同工作，因此，針對無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計合適的QoS保障模型是無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)QoS保障研究的關(guān)鍵。
　　本文首先介紹和分析了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的QoS模型，如傳統(tǒng)的IntServ模型和DiffServ模型、EPDS模型、SWAN模型及其改進模型PSWAN模型等，詳細(xì)分析了上述QoS模型的工作機制、適用范圍和優(yōu)缺點。同時，通過查閱大量文獻，本文總結(jié)了QoS保障相關(guān)技術(shù)，如IFS分化、實時ECN等，并詳細(xì)分析了它們

3、的工作原理和適用范圍等。
　　針對現(xiàn)有Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)QoS模型的不足，本文提出了一種基于QoS信息統(tǒng)計的服務(wù)質(zhì)量保障模型QIS模型。QIS模型是一種分布式、無狀態(tài)、不需要任何控制信息交互的QoS模型。QIS模型的基本思想是利用業(yè)務(wù)分組回復(fù)包中攜帶的端到端 QoS信息，建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的局部 QoS信息統(tǒng)計表。當(dāng)需要發(fā)送業(yè)務(wù)分組時，節(jié)點參考本地局部QoS信息統(tǒng)計表中的端到端QoS信息，使用自適應(yīng)按需加權(quán)的方法，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)接入管理、分組

4、調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)擁塞控制等，從而保證不同業(yè)務(wù)分組的端到端QoS需求。與其他QoS模型相比，QIS模型可以提供分組級的接入管理，且可以在業(yè)務(wù)傳輸路徑上的各個節(jié)點中實行。因此，QIS模型可以更好地適應(yīng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)特性。QIS模型分組調(diào)度模塊將基于優(yōu)先級調(diào)度、基于概率調(diào)度和基于剩余 QoS需求調(diào)度三者結(jié)合起來，在保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)QoS性能的基礎(chǔ)上，防止低優(yōu)先級業(yè)務(wù)被“餓死”，同時，分組調(diào)度模塊可以在一定程度上減小業(yè)務(wù)丟失率。QIS模型業(yè)務(wù)

5、源模塊還擴展了業(yè)務(wù)類型和優(yōu)先級，以便于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)提供較細(xì)粒度的業(yè)務(wù)服務(wù)分化。同時，QIS模型是完全分布式的結(jié)構(gòu)，所有判斷和決策均在本節(jié)點內(nèi)完成。由于使用基于QoS信息統(tǒng)計的方式，QIS模型不需要發(fā)送任何額外的控制分組就可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)分組的QoS保障，從而不會增加網(wǎng)絡(luò)管理開銷。
　　最后，本文對提出的QIS模型在OPNET仿真軟件下進行了分析建模，搭建了無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺。仿真結(jié)果表明：在平面Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)場景和分