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Ad Hoc网络即移动自组织网(Mobile Ad Hoc Networks,MANET),是由一组带有无线收发信装置的移动节点组成的多跳的临时性自治系统,是一种无中心的无线网络,其中的每个节点同时具有终端和路由器两者的功能。自组织和移动的特点使得移动自组网具有很高的生存能力和灵活性,可以广泛应用于紧急和不易建设固定通信设施的环境中,如军事通信、紧急救灾、临时会议等场合。而路由协议是Ad Hoc网络体系结构中不可缺少的组成部分,对路由协议的研究十分重要。由于Ad Hoc网络应用场合一般对服务质量要求很高,所以QoS保障也成为Ad Hoc网络的一个研究热点。而如何使路由协议具有更高的QoS保障能力,对于Ad Hoc网络的应用来说至关重要,也是本文的研究重点。
本文首先从多播路由的角度研究如何改进路由协议的QoS保障。通过对ODMRP协议的深入研究,提出一种新的具有QoS约束的ODMRP-QoS协议。主要思路是:在ODMRP协议中引入多QoS约束机制,分别给出带宽、时延和节点剩余能量的计算方法,并且对3个QoS参数设立门限值。当选择转发节点时,如节点不能完全满足约束条件,就丢弃这些节点,而选择满足约束条件的节点加入转发组形成路径。另外,综合考虑时延、带宽、跳数等因素,定义了一个路由选择函数,选择函数值最大的做为最佳路由。这样就能确保形成的路径能满足有QoS要求的用户的需要。
其次,本文从节能即能量约束方面考虑路由协议的QoS保障。针对动态源路由的不足,提出了一种基于DSR的具有能量约束的QoS路由协议DSR-EQoS。主要思路是:该协议首先给出最小化能量消耗和网络生存期的计算方法,然后设计一个能量约束函数。此时路由选择不再仅仅依据路由跳数,而是综合考虑能量消耗和网络生存期,选择能量约束函数值最大的路径作为最优路径,以获得较好的QoS性能。
通过使用NS网络模拟器对协议进行仿真和分析,可以看出,改进后的ODMRP-QoS协议和DSR-EQoS协议,其QoS性能均优于原协议,达到了较好的效果。