一种ad hoc网络qos路由算法研究

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1、http://www.paper.edu.cn1一种AdHoc网络QoS路由算法研究郑四海，李腊元武汉理工大学计算机科学与技术学院，湖北武汉（430063）E-mail:zhen672@sohu.com摘要：本文在研究各种接纳控制算法的基础上，改进了一种适合于AdHoc网络QoS路由的接纳控制算法(AAC)。改进的AAC算法能对共享的可用资源进行合理的估算，并对其提供的服务质量进行预测，据此决定是否接纳新的QoS流，以保证现有的QoS流和新的QoS流均能得到较高的吞吐率。本文利用AODV协议实现了改进的AAC算法，N

2、S2仿真实验表明，改进的AAC算法能提供一定的QoS保证。关键词：AdHoc网络；QoS；AODV；接纳控制中图分类号：TP393.011．引言AdHoc网络一般是工作在一个很不稳定的环境中，节点之间的连接随时都有可能因为[1]节点的移动而被中断。要想在这种情况下提供QoS服务就必须对网络当前所能提供的服务性能作出正确的评估，即对不同的QoS流需要的网络资源进行合理的估算、管理。本文对R.deRenesse提出的一种接纳控制算法作了适当的改进，称为AAC(AdaptiveAdmissionControl)算法。AAC

3、能为QoS流作出准确的资源预估，有效的对带宽资源进行管理，确保QoS流能获得最小的端到端的延迟。如果由于节点的移动或网络拥塞而造成的QoS要求不能被满足时，AAC及时通知预选的流量资源，并中止它们的传输，这样可以避免资源的浪费和对其他正在进行传输的数据流的干扰。2．AAC算法在AdHoc网络中由于“暴露终端”和“隐终端”的存在，使用了载波监听和握手机制来减[2]少冲突的发生。在这种环境中，每个传输流必须与在载波监听范围内的每个节点共享资源。通常载波监听的范围是传输范围的2倍，因此各节点之间的干扰范围超过了它的传输范围

4、。此外，对于一个由多跳而实现的传输流来说，因路径上的每个节点的数据传输而引起的相互干扰会增大。如果一个中间节点的监听范围被重叠了n次，则这个节点的可用带宽就降到了实际使用带宽的1/n，因此需要一种机制来精确的预测每个节点能为一个特定的传输流提供多少带宽。接纳控制（AdmissioControl）是一种预防性的流量控制方法，它是实现AdHoc网络QoS保障的重要机制之一。在实施接纳控制的网络中，要求用户在请求接入网络时将自己的传输特征和要求的服务质量告诉网络，网络根据用户的通信特征和网络现存的资源情况，决定是否接纳新用

5、户的连接请求。2.1带宽的估算2.1.1平均带宽的定义在时间段T内，平均使用的带宽可以用以下公式来计算：1本课题得到国家自然科学基金项目(批准号：60672137)的资助。-1-http://www.paper.edu.cnN×S×8BW(bps)=（1）T其中T表示某一个时间段；Ｎ表示在时间段Ｔ内一个节点发送和接收到的数据包的个数；Ｓ表示数据包的大小，单位是字节(byte)，它是定值。2.1.2可用带宽的获取如果两个节点都在彼此的传输范围内，则一条QoS路径的可用带宽指的是路径中所有相邻节点的可用带宽的最小值。AA

6、C利用Hello消息去获得1跳范围内的邻居节点的可用带宽，所以必须对Hello消息的数据结构进行扩展，加入了字段域：AvailableBandwidth。每个收到扩展了的Hello消息的节点就会在它的邻居缓冲表内保存AvailableBandwidth的值，然后节点判断AvailableBandwidth和1跳范围内邻居节点的最小可用带宽的值的大小。如果AvailableBandwidth小，则当前节点继续转发RREQ/RREP消息，所以在监听范围内的1跳的邻居节点间可用带宽的获取是透明的。2.2QoS路由发现如何在

7、无线移动AdHoc网络中寻找一条满足特定要求的QoS路由，是AAC算法的关键。一条从源节点到目的节点的路径上因载波监听范围在中间节点的重叠会造成中间节点的可用带宽迅速减少，所以需要一种机制来精确的预测在每个节点对一个特定的传输速率能提供多少带宽。这种机制被称作内部数据流竞争（intra-flowcontention）。为了能够准确的估算[3]]可能发生的内部数据流竞争数CC(contentioncount)，AAC在RREQ/RREP报文中还加入了一个跳数域(HopCount)。节点在转发RREQ/RREP报文时，R

8、REQ将统计源节点和当前节点之间的跳数(hreq)；同样地，RREP也会统计目的节点和当前节点间的跳数(hrep)。定义1：在一个中间节点的竞争数CC是这样规定的，CC=Wreq+Wrep+Wcurr+Wdest（2）其中，Wreq是上游节点对当前节点干扰的权重；Wrep是下游节点对当前节点干扰的权重；Wcurr是当前节点相对于整个流量的传输次