莫益军[1]2007年在《异构无线网络中的多媒体通信研究》文中提出无线通信近年来发展迅猛,我国移动用户数已达5亿,逐渐形成了GSM、CDMA为主、WiFi和蓝牙为辅的无线接入格局,极大地满足了人们日益增长的移动和业务需求。同时,人们仍期待着更高速率、更高容量和更大覆盖范围的无线接入技术,以及更多高带宽的多媒体业务。在此背景下,迫切需要研究异构无线网络中的多媒体通信。针对无线网络呈现出的异构性、移动性和资源受限等特点,以及多媒体通信呈现出来的时延敏感性、带宽多样化和人感官的容忍性,本文将从异构无线网络的组织形式、多媒体数据的传输调度算法、缓存机制以及通信协议四个方面展开研究。异构无线网络中,由于各种无线接入技术的覆盖范围,网络带宽及资源分配方式存在较大差异,加上节点的移动性容易产生链路中断,造成端到端的带宽变化较大。为此,迫切需要对异构无线网络的连接性进行研究。本文从异构无线网络的组织模型出发,提出了一种多维自组织模型以便为多媒体通信提供可靠的连接基础,并讨论了相关的构造算法、维护算法和路由算法。该模型受益于无线资源分配过程和P2P文件查找过程的相似性,将无线测量报告当作文件分布地存储在网络中,无线资源分配过程被映射为文件查找过程。为了提高查找效率,该模型在CAN网络的基础上引入位置坐标和实体平面,使得多维自组织模型中的逻辑拓扑和地理拓扑相匹配,降低了网络维护开销,缩短了测量报告查找时延,降低了切换时延,提高了系统的连通率。多维自组织模型除了为异构无线网络提供了可靠连接之外,还提供了多径路由。正是在多径路由的基础上,本文接着提出了多级多径调度算法。该算法包括节点内分类排队、节点间互斥调度以及多径路由间的协作带宽分配叁个层面。其中节点内分类排队根据多媒体业务的等级进行排队,保证实时高优先级的业务数据优先发送,并分析了队列长度与排队时延之间的关系;而节点互斥调度算法则是通过发送令牌来降低同域节点间发送数据的冲突概率,从而提高系统的整体容量;最后多径路由协作,则是充分利用多维自组织模型提供的多径路由,以多描述编码为基础,将多媒体流分割为若干个子流,通过多条路径传送。一方面提高了多媒体通信的端到端带宽,另一方面降低了丢包率,即使某条路径上的数据包丢失,也能保证多媒体通信不中断。多级多径调度算法为多媒体通信提供了基本的服务质量保证,但由于路由建立时的搜索过程将会影响到多媒体通信建立时延,而且如果网络发生变化,源目的路由的带宽和时延波动,会造成服务质量的波动,并会影响到节点通信的流畅性。为此,本文又在多级多径调度算法的基础上提出了分层Cache机制。一方面对源目的路由根据其存活周期进行缓存;另一方面,充分利用源目的路由中的中间节点,根据节点间的端到端时延保存一定数量的媒体数据。在进行媒体缓冲前,还辅助提出了一种路由的合并和裂变算法。通过一系列的Cache机制,缩短了多媒体通信的启动时延,保证了服务质量的稳定性。文章最后,将多维自组织模型、多级多径调度算法和分层Cache机制全部融合到异构无线网络的多媒体通信协议中。该协议引入了跨层的思想,以SIP为基础,对SIP协议的消息和流程进行自组织化的改造,系统地满足了异构无线网络中的多媒体通信需求。文中还以切换业务和流媒体业务为例说明了本文提出算法和协议的可行性。
徐春莹[2]2008年在《WLAN上的多媒体业务质量研究》文中进行了进一步梳理随着无线局域网的迅速发展,网络上的业务流量与日俱增,如何保证无线局城网实时业务服务质量的问题也越来越突出。文章简单介绍无线局域网和服务质量基本概念后,指出在IEEE802.11协议上改进机制以支持QoS的重要性。通过深入研究和分析IEEE 802.11协议中的DCF机制后,针对其模式没有任何措施来支持QoS,所有的数据业务都是以先进先出、尽力而为的方式进行服务的缺陷,研究了两种支持多优先级的算法改进——支持多优先级的随机回退机制参数改进和支持多优先级的帧间间隔参数改进。同时又着重研究802.11e中EDCF机制对支持QoS所作的改进工作。文章采用软件仿真的方式,对比了各机制下仿真得出的四个性能参数指标——有效带宽、平均时延、时延抖动和丢包率,论证了本文研究的两种改进机制相比传统的DCF,对高优先级业务在各方面的性能均有不同程度的提高。而802.11e的EDCF机制通过抑制低优先级站点的服务来提升高优先级站点的服务能力确实实现了对QoS的支持。
梅敬青[3]2011年在《适用于多媒体业务的异构无线网络若干关键技术研究》文中提出随着各种无线接入技术的研究与发展,未来的无线通信网络将会是基于多种无线网络并存与融合的异构无线网络。同时,多媒体业务由于其自身的可扩展性,也将得到广泛应用,并成为异构无线网络中的最重要业务类型之一。然而,异构无线网络的资源管理策略复杂,用户规模非常大,多媒体业务的资源分布广泛,服务质量指标多样,流量负载不均衡,给异构无线网络中多媒体业务在资源查找阶段,业务接入阶段和传输阶段的可靠性、有效性,都带来了挑战。本论文针对多媒体业务在异构无线网络中应用时,在不同阶段可能遇到的部分关键问题进行了分析,对P2P资源查找协议,频谱资源共享调度算法,接入网络选择,以及广播多播机制进行了相关研究,提出了相应的创新性解决机制,并通过理论分析和仿真实验证明了研究成果能够有效提升多媒体业务在异构无线网络中服务质量。本论文的主要研究内容和贡献包括叁个方面,总结如下：1.提出了适用于无线自组织网络的跨层优化P2P资源查找协议。首先,分析了现有的结构化P2P资源查找协议及其在无线自组织网络中的应用,发现由于无线节点的移动性,P2P覆盖网可能分裂为若干独立的部分,并且无法融合,形成分裂P2P覆盖网问题,影响了P2P资源查找协议的可靠性；同时,P2P覆盖网中的P2P逻辑邻居节点和网络层的拓扑邻居节点之间存在着拓扑失匹配现象,会导致多媒体资源查找请求在网络层出现环状路由,形成查找路由失匹配问题,降低了P2P资源查找协议的有效性。因此,提出了跨层优化P2P覆盖网(Cross-layer optimized Structured P2P, CoSP)架构,获取路由层的拓扑邻居节点信息,为提高P2P资源查找协议的可靠性和有效性提供基础。第二,在CoSP架构下,以Chord协议为例,详细描述了分裂P2P覆盖网检测与融合(Separate Logic ring Detection and Convergence，SLDC)算法,利用拓扑邻居节点信息,及时发现无线自组织网络中的分裂P2P覆盖网,然后对分裂P2P覆盖网进行融合。通过理论分析与仿真实验证明了SLDC算法能够有效提高P2P资源查找协议的可靠性；第叁,在CoSP架构下,以Chord协议为例,详细描述了查找路由失匹配缓解(Query Routing Mismatch Alleviation algorithm, QRMA)算法,利用拓扑邻居节点信息,在查找请求传递的过程中寻找更适合的替代下一跳(Alternative Next Hop, ANH)节点,避免出现环状路由。通过理论分析,讨论了ANH节点的出现概率和影响因素,并由仿真实验证明了QRMA算法能够明显提高P2P资源查找协议的有效性。2.提出了在异构无线网络中的主动性频谱资源共享调度算法和接入网络选择算法。首先,分析了现有的异构无线网络频谱资源管理策略,发现难以适应多媒体业务流量分布不均衡的特点,降低了系统的频谱资源利用率。因此,建立了基于感知无线技术和频谱池技术的异构无线网络架构,通过联合无线资源管理单元,对网络中的空闲频潜资源进行集中管理。在此架构下,设计了多媒体业务传输速率预测(Multimedia Traffic Rate Prediction, MTRP)模型,通过学习多媒体业务流量统计信息,对未来一定时间内的多媒体业务传输速率进行预测,为主动适应多媒体业务流量负载分布的变化提供基础。第二.提出了具有业务感知的主动性频谱资源共享调度(Service-aware Proactive Spectrum Sharing, SPSS)算法,根据MTRP模型的预测结果,预估各无线网络的频谱资源使用状态,设计具有业务感知的系统效益优化目标函数,优化频谱资源共享调度决策。通过仿真实验证明,SPSS算法能够有效提高异构无线网络的频谱资源利用率和多媒体业务接入率,降低接入时延。第叁.提出了具有业务感知的主动性垂直切换(Service-aware Proactive Vertical Handover, SPVH)算法,根据MTRP模型的预测结果,预估各候选接入网络的负载状态,设计具有业务感知的接入决策效益优化目标函数,优化接入网络选择。通过仿真实验证明,SPVH算法能够有效提高异构无线网络的频谱资源利用率和多媒体业务接入率,降低接入时延。3.提出了基于优化调制方案集的多媒体业务分层广播多播机制。首先,分析了现有多媒体广播多播机制在实际应用中,由于用户信道状态差异性,只能选择较低的传输速率,降低了异构无线网络中的频谱效率。因此,提出了一种频谱高效分层多播广播(Spectral efficient Layered Broadcast/Multicast, SLBM)机制,通过分层调制编码技术,将业务数据分层并调制在传输符号的不同层次中,用户可以根据自身信道条件,成功解调一层至数层的数据信息,实现不同传输速率。第二,定义了调制方案的概念,对调制方案在分层广播多播机制中的频谱效率进行分析,并设计了系统优化目标函数。第叁,提出了增强调制方案和基础调制方案的概念,分析了其计算方法；在此基础上,定义了优化调制方案集的概念,并设计了其计算算法。对优化调制方案集的有效性进行了理论分析,证明了优化调制方案集在具有有限数目候选调制方案的前提下,能够确保获得最高系统性能。第四,提出了基于马尔科夫预测模型的分层调制方案选择算法(Layered Modulation Solution Selection algorithm，LMSS)，能够从优化调制方案集中有效地选择最优调制方案,确定优化调制参数。最后,通过仿真实验证明了本论文提出的基于优化调制方案集的频谱高效分层广播多播算法能够在保证多媒体业务公平性的基础上,有效提高网络频谱效率,提升多媒体业务的服务质量。
张媛媛[4]2016年在《基于QoS保证的异构网关键技术研究》文中进行了进一步梳理未来高速宽带通信面临的是一个无线多网络共存的复杂异构网络环境,为了更好地设计发展未来通信网络,需要对异构无线网络实用关键技术展开深入研究。随着无线通信技术的迅猛发展,人们对移动接入需求不断增加,为用户提供端到端的高质量的服务质量保证,具有十分重要的现实意义。从用户角度研究无线资源管理问题,已经取得了许多研究成果,但也面临优化模型完整性差,模型求解算法效率较低,难以在异构融合的网络环境下实施等新的挑战。鉴于此,针对异构无线网络特性和实际系统需求,研究了基于服务质量保证的异构无线网络若干关键技术,主要针对新型联合接纳控制机制,域内资源优化管理方法,协同多网资源优化管理方法和智能接入选择方法,展开了深入研究。这些新方法能够保证用户服务质量,同时使不同网络有机融合,充分发挥多网共存的优势。在对比实验中,获得了性能更好的表现,也证实了这些方法的有效性。论文主要研究工作和创新点如下:1)针对异构无线网络结构特点,分析了多种业务对联合接纳控制系统整体收益的影响,建立了一种基于半马尔科夫决策过程异构无线网络联合接纳控制模型,解决了异构无线网络新呼叫和切换呼叫的联合接纳控制问题。首先根据异构无线网络特点,定义了两种类型的网络,提出的接纳控制模型综合考虑了接纳控制整体收益,对多业务做出了优化决策策略,使其保证了网络整体收益最大化;其次,划分了不同网络状态,进行分域式的值迭代算法,能为异构无线网络出现的多种网络状态进行决策判决,降低了实现难度;然后,通过对所提出的基于半马尔科夫决策过程异构无线网络接纳控制模型的性能进行理论分析,得到其重要服务质量参数——新呼叫阻塞率和切换掉线率;最后,通过仿真比较可以看出,本文所提出的基于半马尔科夫决策过程(SMDP)联合接纳控制模型在网络整体能耗方面优于完全共享算法,采用优化决策策略,能够在提高网络性能的同时保证用户的服务质量。2)针对现有模型无法很好地同时兼顾异构无线网络内溢出事件的突发性和完整性的问题,建立了部分可观察马尔科夫调制泊松过程的业务模型,对异构无线网络单一域内突发性事件——溢出呼叫进行了研究。首先综合考虑网络状态和拒绝呼叫产生的网络开销,定义了最小化网络能耗的优化目标,构建了优化决策模型,获得的优化策略能平衡溢出呼叫引起的网络开销和业务服务质量需求之间的矛盾;其次,通过对部分可观察马尔科夫调制泊松过程溢出模型性能进行理论分析,推导和验证了业务服务请求到达网络的到达率、呼叫连接时间和呼叫逗留时间之间的关系;然后,根据获得的性能参数进行接纳控制决策,验证了异构无线网络域内优化管理模型的合理性和适用性;最后,通过仿真比较可以看出,本文所提的域内资源管理优化算法与资源完全共享算法相比,网络能耗降低了30%,优化策略自适应网络状态变化的同时,保证了异构无线网络域内业务的服务质量。3)针对异构无线网络多网协同的特点,从分析多个无线网络共存的资源管理优化体制构建思想出发,建立了新的异构无线网络资源统一管理优化模型,实现了协同信息的控制和管理,同时保证异构数据呼叫业务的服务质量,解决了多网间资源管理优化问题。首先,该模型在对呼叫服务请求做优化决策时,不仅考虑了本网络服务域的可用资源、服务请求的速率以及本系统长期收益,同时也考虑了其他网络服务域的整体长期收益;其次,通过对所提出的基于异构无线网络多网资源优化管理模型的性能进行理论分析,得到其重要服务质量参数——新呼叫阻塞率;最后,通过仿真比较可以看出,通过该模型获得的优化决策策略能充分利用异构无线网络中各个网络域的资源,不仅提高了资源的利用率,而且在提高了网络的整体长期收益的同时,也保证了移动服务的服务质量。与资源完全共享算法相比,新呼叫阻塞率降低了50%,理论分析和实验证明了异构无线网络资源域间资源优化管理方法的有效性。4)针对异构无线网络整体协作决策方面缺乏统一、成熟的接入选择算法的问题,建立了一个综合网络端决策和用户端决策的接入选择新算法。首先通过分析多网络覆盖重合区域内的网络状态,用户不同业务服务质量需求和移动终端的状态,形成异构无线网络系统统一决策的策略机制;其次,通过预评估作为接入选择的基础,分析了用户不同业务服务质量需求特征,设计了并行模糊逻辑系统对参数进行处理;然后,构建了网络评估框架确定网络的最优化选择准则,保证了用户多业务的服务质量,通过有效评估,实现了网络的最优化接入选择。最后,仿真实验表明,同现有主要求解算法相比,该算法具有较高的求解有效性和适应性。
龚闯[5]2011年在《无线网络中多媒体数据分组调度算法研究》文中指出随着无线网络技术和多媒体技术的大力发展，无线网络已不仅仅满足于传输数据业务，包含服务质量(QoS)需求的多媒体业务在无线网络中的调度和传输已经成为无线网络研究的一个重要方向。在无线环境，由于无线信道带宽具有时变性，传输时延不稳定，误码率较高等特点，使得在无线网络中保证多媒体业务的QoS需求变得极具挑战。本文从多媒体数据业务的QoS需求着手，分析并总结了有线网络中主要的分组调度算法；接着概括了无线网络链路易错、资源受限等特性，在链路易错的限制下，出现了针对无线网络的分组调度算法模型，在该模型中对无线网络中基于时隙分配的的分组调度算法进行了描述和比较。但在WLAN中，MAC层使用的是基于信道竞争的DCF传输机制，为保证多媒体业务的QoS需求，在DCF的基础上出现了EDCA机制。EDCA机制可以很好的保证高优先级的音频流、视频流等的QoS，但并没有公平对待所有业务流，若高优先级的业务流长时间存在且需占用全部链路带宽，则低优先级的业务流将很难竞争到信道访问权，甚至根本得不到信道访问机会，这样会导致低优先级业务流“饿死”。针对802.11e的EDCA机制中多媒体数据分组调度的不公平问题，在802.11e中提出了QoS敏感的紧急分组调度算法。该算法首先根据不同多媒体业务流时延范围、分组传输时延、等待时间等时间相关需求，提出数据分组调度指标—分组紧急度；然后，在802.11e协议中根据紧急业务流的紧急度，调整紧急业务流所对应AC队列的参数，改变AC队列信道访问优先级，使紧急业务流有更多机会竞争到信道访问权；最后，我们进行大量仿真实验，实验结果验证了所提紧急分组调度算法的有效性。另外，无线信道状态是时变的，结合无线信道状态，根据信道状态信息决定是否调用紧急分组调度算法，这样可以保证总链路的吞吐量和总链路的利用率。
杜青松[6]2015年在《战术MANET中的路由协议及QoS路由算法研究》文中研究指明战术MANET是由战术无线电台构成的无中心、自组织的战术通信网络,是战术互联网中覆盖范围最大、通信节点数最多的末端子网,是移动自组织网络在数字化战场上的一种典型应用。由于战术MANET具有组网灵活、可快速展开、高抗毁性的特点,特别适用于战场通信指挥和控制,因此现代化战争对战术MANET网络应用的需求与日俱增。在战术MANET中,高效可靠的路由协议是保证网络中所有节点成功通信的前提和基础,是建立移动自组织网络的首要问题,同时也是主要的研究热点和难点;尤其是未来的战术MANET拓扑结构变化更快,各种战术电台必须要迅速地跟上网络结构的变化,灵活快捷地组网,因此组网的快捷性和可靠性要求更高,路由协议的设计面临着更加严峻的挑战。数字化战争的发展趋势决定了未来的战术互联网业务综合性强,网络中传输的信息不再是单一的话音和指挥控制指令,还要完成战场态势信息、战场侦察视频、战场图像、实时会议等多媒体业务的综合传输。为了保证多媒体业务稳定而可靠地传输,作为末端子网的战术MANET必须要为不同的业务提供相应的服务质量保证(QoS),而其中的QoS路由技术是网络QoS保障的关键问题,现阶段的研究面临许多的困难和挑战。基于以上应用背景,本文在研究分析国内外大量相关文献的基础上,对战术MANET中的路由协议以及路由选择时的QoS保证技术进行了较为系统和深入的研究,主要就以下几个方面进行了创新性工作:(1)提出了基于闲时逆寻和路由学习机制的优化AODV路由协议。针对标准AODV路由协议的局限性,本文在不增加硬件设备和不过多增加节点处理负担的前提下,提出了节点闲时反向路由搜索机制和邻居节点路由监听学习机制,进而提出了结合这两种机制的优化的AODV路由协议──O-AODV。O-AODV协议能够在MANET网络中产生多个局部路由,从而增加网络中的路由冗余度,提高路由发现的效率,加快故障路由的本地修复。仿真实验结果表明,O-AODV协议提高了分组投递率,降低了端到端延时,有效地减少了网络中的重路由开销,在大规模和拓扑变化快的网络环境中优于AODV协议。(2)结合战术MANET的群组特性,设计了基于邻居稳定度的自适应混合式路由协议。根据战术MANET的组成特点和使命要求,本文分析了战术MANET的群组特性,并利用节点的邻居稳定度实现群组的自动区分。在此基础上,为战术MANET中的节点设计了两种路由工作状态:表驱动路由状态和按需路由状态,进而提出了一种自适应的混合式路由协议──ns-ahra。ns-ahra协议在稳定群组内采用表驱动路由协议,在群组之间则采用按需路由协议,充分利用了表驱动路由时延小和按需路由开销小的优点。仿真实验表明,ns-ahra协议具有较好的报文投递率、适中的端到端时延和较小的路由开销,比单纯的表驱动路由协议或按需路由协议性能更好、路由效率更高。(3)提出了基于多态转移策略的多约束条件蚁群优化qos路由算法本文分析了战术manet多目标、多约束条件的qos路由模型,并采用蚁群优化算法来解决战术manet的qos路由问题。为了提高蚁群优化qos路由算法的效率,降低时延和网络开销,本文提出了基于多态转移策略和资源预约机制的蚁群优化qos路由算法──mts-aqra。mts-aqra算法将链路稳定性和路由拥塞度与常规的qos路由约束条件结合起来,利用多态转移策略产生的多样化路由搜索蚁群和并行路由搜索处理,能够在战术manet网络中快速地建立满足业务qos要求的稳定路由。仿真实验结果表明,mts-aqra在分组到达率、端到端时延等指标上具有较好的综合路由性能。(4)提出了结合群组特性和业务优先级调度机制的自适应混合式qos路由算法。利用战术manet的群组特性以及网络中各种业务优先级的区别,本文设计了一种根据业务的优先级进行区分路由的业务调度路由机制,提出了一种适合战术manet的自适应混合式qos路由算法──hqra。hqra算法在稳定群组内采用表驱动式qos路由,而在群组间则采用按需的蚁群优化qos路由,并且在路由过程中根据业务的等级和业务qos指标的优先级进行区分调度,以满足战术manet网络中各种业务的传输要求。仿真实验验证了hqra算法能够按照不同业务的优先级的进行区分路由,保证战术manet中战术等级高的业务优先使用网络资源;同时对于单一业务的传输,融合群组特性和区分调度功能的hqra算法在路由性能上优于常规的路由算法,能够满足战术manet中qos业务的路由需要。(5)基于嵌入式arm硬件平台、wi-fi无线网络技术和嵌入式linux操作系统设计研制了manet试验床,并在该试验床上对文中提出的各种路由算法进行了实物实景仿真实验和性能对比研究。为了在物理环境中验证路由算法的性能,本文研制了基于arm技术的wi-fi手持式manet终端,为其移植了嵌入式linux操作系统和无线网卡驱动程序,设计和移植了多种路由算法驱动程序以及网络性能测试软件,然后用多个manet手持终端构建了manet试验床,并将其布置在实际的地形地物环境中对本文提出的路由算法进行了多种实物实景仿真实验研究和性能验证。实物实景仿真实验结果表明,在实际的地形地物环境和实际的MANET网络环境中,文中提出的几种路由算法具有较好的网络适应性,能够满足一定网络条件下特定业务的传输需求:O-AODV和NS-AHRA算法适宜于在实际网络环境中传输无QoS要求的数据业务,有QoS指标要求的实时音频和实时视频业务传输则是MTS-AQRA和HQRA算法的优势;此外,具有业务优先级区分调度能力的HQRA算法能够对战术MANET中不同优先级的业务传输提供强有力的支持,在实物实景仿真环境中其综合性能优于O-AODV、NS-AHRA和MTS-AQRA算法。
符琦[7]2013年在《无线Mesh网络多媒体传输QoS路由与MAC层策略研究》文中认为摘要：随着无线设备制造成本的下降以及各种无线通信技术的成熟应用,作为下一代宽带接入的重要技术之一的无线Mesh网络已被广泛应用于无线宽带城市、无线校园(企业)和抗灾抢险等领域。与此同时,基于无线Mesh网络的各种音频、视频和高实时性数据业务(如VOIP、视频会议等)在商业应用上的迅速发展,使得人们对无线Mesh网络数据传输的各项QoS指标(如平均延迟、延迟抖动、带宽分配等)提出了更高的要求。然而,无线Mesh网络MAC层的分布式自由竞争模式、节点对全网信息掌握的不完全性等固有特性,都使得现有无线(有线)网络所采用的QoS保障技术很难直接应用于无线Mesh网络及其上的多媒体业务传输,因此,QoS保障问题是仍然是目前无线Mesh网络研究的热点和难点问题。本文从无线Mesh网络的MAC层、网络层和跨层设计的不同角度,对QoS保障策略进行了相关的分析研究,并提出了相应的解决方案。主要的研究工作包括以下几个部分：(1)针对802.11e的EDCA机制和单路径路由协议在QoS保障方面的不足,从跨层优化的角度,提出了一种优先级自适应的QoS路由策略。该策略通过在网络上层设定各类数据流传输的QoS阈值,并在网络层对MAC层AC队列的状态信息进行实时监控,来动态调整不同业务数据包的优先级别,同时在MAC对不同业务数据包的传输时延进行估算,以获取数据成功发送后不同AC队列的平均时延,并对队列的平均冲突概率进行统计,以自适应地调整各队列的信道竞争参数,从而更好地平衡不同类型业务流占用信道机会,以保证不同业务流之间的传输公平性,提升网络的整体传输效率。(2)针对多路径相邻链路之间的干扰对数据传输质量带来的相关问题,在现有802.11e标准EDCA机制和多路径路由相关问题分析的基础上,利用跨层优化的设计思想,定义了适应于多业务多路径传输的联合路由判据,使网络层的路由选择策略能够根据多媒体数据的业务类型和联合路由判据估算出的当前可用路径的状态与质量信息,合理地选择能满足不同业务类型QoS要求的数据传输路径,同时对EDCA静态的信道竞争参数分配方案进行了自适应改进,使其能适应于无线多跳的数据传输环境,减少了网络中数据包传输的冲突,有效地提高和满足了各类媒体业务数据的传输质量,以及网络传输的公平性。(3)针对802.11e的EDCA机制在业务区分时未能提供良好的QoS保证的问题,提出了一种基于剩余时延界限的CFB数据包转发机制,该机制在现有802.11e EDCA机制的基础上,针对由于具有较大时延界限的数据流长期占用传输信道,而导致具有较低时延界限数据流出现大量丢包、重传,从而影响整个网络的吞吐量及多数据流传输的公平性问题,通过估算数据包的剩余时延,以及动态调整TXOP的时长及CFB突发数据块的大小,来自适应网络中多优先级业务流量的变化,有效地提高了网络中各类业务数据流的吞吐量。
郑凛[8]2004年在《无线互联网服务质量技术研究》文中研究说明过去的10年里,互联网技术和无线通信技术迅猛发展,对人类社会及其生活方式产生了巨大的影响。对于无论何时、何地、何人、何内容均可自由通信目标的进一步追求,注定了互联网与移动通信技术的结合。由互联网和无线通信结合所诞生的无线互联网,将提供不受空间和时间限制的网络服务,不仅包括传统的语音、数据业务,同时还将包括具有更大商业价值和潜力的移动视频、移动电子商务、移动远程教育等应用。对于这些新兴应用,无线互联网中的服务质量(QoS)保障机制将是技术关键之一。无线互联网中无线传输网络主要可以分为移动蜂窝网络和无线局域网。移动蜂窝网络在向第叁代移动通信系统(3G)演进的过程中,由于建设成本巨大,所能够提供的带宽和新的应用有限,遇到了极大的阻力。而无线局域网因其成本低廉、安装方便越来越受到商家的亲睐,成为移动蜂窝网络的有力竞争对手,在无线互联网建设方面取得了越来越多的市场份额。可以预见的是,移动蜂窝网络以其成熟的技术、可靠的服务质量保证以及高服务覆盖率,将继续在未来的无线互联网业务中扮演主要角色。而无线局域网将以互补的身份与移动蜂窝网络共存。由于移动蜂窝网络中网络服务质量机制相对成熟,本论文将侧重无线局域网服务质量机制以及与蜂窝网络互联后服务质量机制的研究。本文首先对传统的IEEE802.11无线局域网的性能进行分析,在前人研究的基础上更进一步,建立更为精确的数学模型。然后以此为基础,研究支持多优先级服务的分布式协调功能(DCF)协议。使用可配置的媒体接入控制(MAC)层协议参数,是令DCF协议支持多优先级服务的主要机制。具体又分为,可配置的随机回退机制和可配置的帧间间隔两种。可配置的随机回退机制,即使用随机回退机制中的协议参数来进行优先级区分。本文对该机制进行了深入的分析,建立了理论分析模型。该模型从理论上刻画了初始冲突窗口、冲突窗口倍乘指数和最大回退阶数等参数与站点最终所获得的QoS之间的数量关系。进一步,通过所建立的模型,推导出如下结论:在仅使用初始冲突
魏新娟[9]2010年在《IEEE802.16中多媒体业务的QoS研究》文中研究说明随着通信产业的迅猛发展,传统的有线接入方式已经不能满足人们的需求,新的无线接入技术凭借其自身的成本低,速度快,扩展性好等诸多优势成为当今通信行业的焦点。与此同时,网络上传输的业务也越来越多样化,不仅仅是原来单纯的数据传输,各种各样的多媒体业务冲击着现代网络的大门,让人们的生活变得更加的便利和丰富。这样的一种发展趋势,使得网络提供给各种多媒体业务的服务质量成为人们更加关注的问题。而IEEE802.16标准作为一种新的无线接入技术正是在这样的环境下产生的,以它为基础的WiMAX网络也成为业界研究的热点。IEEE802.16标准的协议体系包含了物理层和媒体接入控制层(Media Access Control,MAC),每一层都定义了不同的功能。标准还给出了四种不同的业务类型,并且根据它们的特点,都对应了不同的QoS,因此可以为不同的多媒体业务提供不同要求的QoS保证,满足目前通信方面的需求。但是,对于QoS机制中使用的具体调度策略和方法,标准中并没有给出详细说明。而调度策略的选择是有效保证多媒体业务QoS需求的基础。因此,针对这一问题,本文提出了一种点对多点PMP拓扑结构下的跨层模式,并且给出了MAC层的具体调度策略,该方案不仅保证了各种多媒体业务的QoS需求,并且让各种业务都公平享有网络带宽资源。本文简要介绍了IEEE802.16d标准,分析了该标准中关于QoS机制的相关技术。对于该标准中存在的问题,分析比较了目前已经提出的一些解决方案的模型和调度策略的优缺点,并在此基础上提出了本文的改进方案。在该方案中,考虑了协议中没有提及的网络层,即提出了一种跨层的模型,并将网络层IP业务的QoS和标准规定的MAC层的QoS之间的差异利用各层业务的特点进行了融合。对于MAC层的调度,我们在依据传统严格优先级调度策略的基础上提出了一种改进的策略,该调度策略充分考虑了各种类型多媒体业务的QoS参数集,并依据集合中参数给出了相关的接入控制策略,资源预留策略。同时,本文的方案中还考虑到了信道质量因素,以及因此产生的带宽资源滞后补偿策略。对以上方案,我们在NS2仿真软件上进行了实验,并分析了实验所得的数据和图像,以量化的方式证明以上改进方案在保证多媒体业务的QoS的同时,相对公平的把网络资源分配给各种业务,保证了各种多媒体业务获得资源的公平性。
范震[10]2004年在《无线网络中多媒体业务的服务质量机制研究》文中研究表明无线自组织(Ad hoc)网络是一种无须固定通信设施支持的新型无线网络,具有很高的可靠性和灵活性。它可以广泛应用于紧急的和不易建设固定通信设施的环境中,如野战通信、紧急搜救、临时会议等。近年来随着多媒体应用的普及和Ad hoc网络在商业应用的进展,在Ad hoc网络上提供必要的服务质量(QoS)保证显得越来越重要。但是因为Ad hoc网络自身的特点,比如其网络资源极其有限、信道共享、网络拓扑结构动态变化以及信道通信质量很差,导致在这种网络下提供端到端的服务质量保证十分困难。这就需要综合研究QoS模型设计、资源预留信令机制、QoS路由、网络层队列管理和QoS媒体接入控制,所以目前研究进展缓慢。本文着重研究如何在Ad hoc网络的动态环境和有限的带宽情况下提供端到端的服务质量保证的问题。以支持多媒体业务为目标,分别对媒体接入QoS机制,网络层QoS机制,传输层QoS机制进行了性能分析比较,系统地研究了这些QoS机制的设计及系统配置问题,并提出了一些新颖的改进方案。首先,详细介绍了区分服务机制,并研究了其关键机制RIO(RED with IN/OUT)的参数设置问题。从仿真角度详尽分析了RIO参数设置对确保服务质量的影响。实验结果为下一步将RIO机制和区分服务机制应用到Ad hoc网络打下了坚实的基础。接着,系统分析比较了不同Ad hoc网络环境下媒体接入层和网络层QoS机制的性能,并得到了很有意义的研究结论。然后,着重建模分析了双窗口TCP协议的性能,并通过大量仿真实验验证了模型的正确性。由于双窗口TCP对于提高区分服务网络中确保服务的带宽保证和公平性十分有效,希望能够充分理解解它的特点、性能和基本思想,进而在以后的工作中设计出新的适合Ad hoc网络特点的传输层协议。最后,对Ad hoc网络上采用TFRC(TCP Friendly Rate Control)协议传输多媒体业务的性能进行了分析。通过大量的仿真试验揭示了TFRC在无线网络上存在的问题,并对产生这些问题的原因进行了分析。而且参考现有TCP改进思路,利用断路信息反馈机制,提出了改进TFRC的初步方案。
参考文献：
[1]. 异构无线网络中的多媒体通信研究[D]. 莫益军. 华中科技大学. 2007
[2]. WLAN上的多媒体业务质量研究[D]. 徐春莹. 北京邮电大学. 2008
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[5]. 无线网络中多媒体数据分组调度算法研究[D]. 龚闯. 湖南大学. 2011
[6]. 战术MANET中的路由协议及QoS路由算法研究[D]. 杜青松. 国防科学技术大学. 2015
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[8]. 无线互联网服务质量技术研究[D]. 郑凛. 华中科技大学. 2004
[9]. IEEE802.16中多媒体业务的QoS研究[D]. 魏新娟. 湖北工业大学. 2010
[10]. 无线网络中多媒体业务的服务质量机制研究[D]. 范震. 华中科技大学. 2004
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