论文部分内容阅读
无线Mesh网络作为一种解决无线接入“最后一公里”问题的关键技术受到了越来越广泛的关注。为具有不同QoS需求的多种业务提供服务质量保障是基于IEEE802.16无线Mesh网络的基本需要,但标准中对QoS如何保障未作出相关规定,接纳控制作为QoS保障的重要机制之一不可或缺。目前,对IEEE802.16 Mesh模式下的接纳控制的研究还处于起步阶段,已有的Ad hoc网络中的相关研究成果并不能直接应用于IEEE802.16 Mesh网络。因此,设计适用于IEEE802.16 Mesh网络的接纳控制机制具有重要的理论价值与广阔的应用前景。
论文首先对无线Mesh网络进行了简要介绍,指出IEEE802.16 Mesh模式下接纳控制的必要性;接着对IEEE802.16 Mesh模式及其MAC层机制进行了阐述,在总结分析IEEE802.16 Mesh模式下接纳控制相关研究成果的基础上,指出了其协议设计的相关考虑因数;以此为基础,设计了一种适用于IEEE802.16 Mesh模式的基于协调分布式调度的接纳控制协议,同时还设计了一种基于队列长度预测的分布式带宽分配算法:
(1)工作在IP层的接纳控制协议结合按需路由发现的信令机制,通过跨层获得MAC层的可用资源信息进行端到端的接纳决策,同时为业务流的传输建立了一条满足带宽需求的路由;
(2)工作在MAC层的带宽分配算法基于令牌数分发的循环轮转方式向其邻居节点请求或授予带宽,并通过预测调度控制消息发送间隔内到达的数据量完成三次握手过程,在保证业务流公平带宽分配的同时,减小了数据包因为三次握手过程造成的队列缓冲时延。
接纳控制协议和带宽分配算法的设计都充分考虑了IEEE802.16 Mesh模式特点,它们能协同工作在IEEE802.16 Mesh模式下,为协调分布式调度环境下不同QoS需求的多种业务提供服务质量保障。论文最后在NS2中对所设计的协议和算法进行了完整实现,并通过不同网络场景下的仿真实验验证了它们的正确性和有效性。