基于业务优先级的Ad Hoc网络接入算法研究

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随着多年的发展,对Ad Hoc网络的研究逐渐扩展到航空Ad Hoc网络、车联网、智能Ad Hoc网络、传感器网络等细分方向。基于各种应用场景的研究越来越多,无论是在航空Ad Hoc网络还是车联网领域,都有提供服务质量(Quality of Service,Qo S)保证的需求,而引入优先级机制是保证服务质量的一种有效方法。因此,本文提出了一种引入了优先级机制的接入算法,能够保证高优先级业务的服务质量,同时为同一优先级业务进行公平的带宽分配。为了保证带宽的公平分配,使用加权公平队列调度算法进行队列调度,并且引入了权重的动态更新规则,使其更好地适应网络状态的变化。本文基于优先级的接入算法,主要为不同优先级的业务设定差别较大的退避时长,不同于一般解决方法中的对竞争窗口的变化规则进行修改,本文直接在退避时长的计算中考虑了优先级与业务流权重的影响,从而保证不同优先级业务的退避时长差异化。具体来说,本文首先介绍了Ad Hoc网络及支持Qo S的媒体接入控制(Media Access Control,MAC)协议的研究现状,然后对MAC协议中的关键问题,以及802.11协议的退避机制进行了研究,介绍了加权公平准则及常见的队列调度算法。在此基础上,给出了基于优先级的接入算法的设计思路。按照思路,首先介绍了开始时间公平排队算法,在此基础上介绍了动态权重更新机制,进行了理论上的公平性分析,最终引入退避时长的计算规则,完成了整个接入算法的设计。在本文的最后,介绍了基于NS2的接入算法的具体实现细节,并对其保证优先级业务服务质量和公平分配带宽的能力进行了仿真分析,得出了相应的结论。
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