ad+hoc网络中基于效率与公平的带宽分配算法研究

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1、⑥硕士擘位论文MA8TER’STHESIS1．1．2AdHoc网络的特点AdHoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点【5】。1)无中心和自组织AdHoc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。AdHoc网络采用无中心结构，网络中没有绝对的控制中心，任意节点的故障不会影响整个网络的运行，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。AdHoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。2)动态变化的网络拓扑在AdHoc网络中，移动主机可以在网中以任意可能的

2、速度和移动模式移动，终端间通过无线信道形成的网络拓扑随时可能发生变化，导致主机之间的链路增加或消失，主机之间的关系不断发生变化，而且变化的方式和速度都难以预测。在自组网中，主机可能同时还是路由器，对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对较为稳定。3)有限的无线通信带宽AdHoc网络采用无线传输技术，由于无线信道本身的特性，它所提供的网络带宽相对与有线信道要低很多，并且无线信道的质量较差。考虑到竞争无线信道产生的冲突、信号衰减、噪声和信道之间干扰等因素，移动终端获得的实际带宽远远小于理论上的最大带宽，并且会随时间动态变化。4)多跳路由由于节点发射功率的限制，

3、节点的覆盖范围是有限的，因此，当要与其覆盖范围之外的节点进行通信时，需要中间节点的转发。5)有限的主机能源在AdHoc网络中，主机均是一些移动设备，如PDA、便携计算机或掌上电脑。由于主杌可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供，因此AdHoc网络有能源有限的特点。6)网络的分布式特性在AdHoc网络中无基础设施没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。7)有限的物理安全AdHoc网络是一种特殊的无线移动网络，由于采用无线信道、有限电池、分布式控制等技术，它比固定网络更加容易受到被

4、动窃听、主动入侵等网络攻击，现有2的链路安全技术有些已应用于无线网络中，但其分布式特点使其具备一定的抗毁性。1．2无线网络资源分配的研究现状随着无线通信技术的发展和人们对信息交换的依赖程度的增加，AdHoe网络将渐渐走入人们的日常生活，并开启崭新的生活方式。AdHoe网络从当初简单的数据传输到现在的话音、图像和图形等业务的无线传输，应用范围可以覆盖工业、商业、医疗、家庭、办公环境、军事等各种场合和行业。AdHoc网络的发展从萌芽期到现阶段的蓬勃发展大约经历了4个阶段，其应用领域也逐渐从军事应用向民用扩展，越来越多的研究人员参与到了对AdHoe网络技术的

5、研究工作中。由于AdHoc网络采用无线信道进行数据的传输，再加上其移动性，导致了无线信道的高误码率，为低链路的带宽分配提出了更高的挑战。带宽分配问题是近几年资源分配研究的热点问题，有线网络的带宽分配已经比较成熟，如文献[6，7]，目前，无线网络的技术也得到飞速发展，其中文献[8，9]研究的则是无线网络中的带宽分配问题。但由于无线信道容量有限，节点的移动性，并且无线节点不能同时接收与发送数据，使得无线网络在资源分配和调度与有线网络相比有很大的不同，因此，无线网络的资源分配不能完全使用有线网络的分配策略。无线信道是共享资源，许多用户之间竞争网络资源，这使得

6、分配策略需要考虑公平性，尽可能地使每个用户能够公平地得到网络资源，而无线网络资源是非常有限的，所以在考虑资源分配公平性的同时也要兼顾资源利用的效率。文献[6]通过无线网络和有线网络的对比分析，指出无线网络数据业务所面临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源分配和控制。随着无线网络的复杂性和规模的扩大以及对服务质量(Qos)要求的增加，网络资源管理和分配变的越来越重要。目前无论是有线网络还是无线网络，都已有大量公平调度和资源分配的研究成果。为提高无线网络的Qos。公平性是当前资源分配的首要考虑目标[10]，然而在现实生活

7、中，绝对的完全的公平是无法改进系统的效率的，这就需要对公平与效率的满足程度加以权衡。在无线网络中，目前将两者结合起来进行资源分配的相对较少，这也正是本文的出发点。1．3无线网络资源分配的目标从资源分配和调度的目标来看，国内外关于无线网络资源分配的研究主要分为：⑧硕士擘位论文MASTER’STHESIS1)吞吐量最大分配对于系统而言总是希望获待尽可能高的吞吐量，从经济的角度来看，网络系统也是希望通过提供资源服务来获取更大的效益，如文献[1l，12]的分配策略的目标都是使吞吐量达到最大。2)公平分配吞吐量最大分配方案虽然高效率地利用了网络资源，但是无法同时

8、满足公平性。公平性是目前无线网络资源分配的主要目标，文献[13-17]以公平性为目标来分配网络