無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)中QoS保障跨層優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，無線多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)對QoS(Quality of Service)要求日益增加，探索基于物理層、MAC(Media AccessControl)層、路由層等協(xié)議層的無線多媒體網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計方法是提高無線資源利用率，保證多媒體業(yè)務(wù)的QoS需求的一種行之有效的方法。因此，研究無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)中端到端的QoS保障技術(shù)將具有重要的理論價值和實際意義。
　　 本論文以此為背景展開研究，著重研

2、究了無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)中有關(guān)QoS跨層和速率控制的若干關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括：
　　 (1)介紹了無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀、優(yōu)良特性以及未來應(yīng)用等方面。詳細(xì)地綜述了該網(wǎng)絡(luò)的物理層、MAC層和路由層的QoS保障關(guān)鍵技術(shù)以及跨層QoS設(shè)計技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并分析了它們的研究難點和研究方向。
　　 (2)研究了一種針對無線多媒體Mesh網(wǎng)絡(luò)的基于沖突概率模型的信道容量預(yù)測算法。通過探測MAC層的重傳信息感知

3、無線鏈路的狀態(tài)，MAC層基于對信道狀態(tài)的感知和沖突概率的估計模型動態(tài)預(yù)測無線信道的容量，實現(xiàn)高負(fù)載業(yè)務(wù)下統(tǒng)計的信道容量概率預(yù)測，優(yōu)化資源分配。
　　 (3)基于鏈路狀態(tài)和節(jié)點干擾的容量預(yù)測模型，提出了一種利用跨層設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)QoS的網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留以及分組轉(zhuǎn)發(fā)的路由優(yōu)化算法。通過利用跨層技術(shù)，路由層基于節(jié)點間距離和信道容量進(jìn)行路徑選擇和資源分配，進(jìn)一步提高寶貴的無線資源的利用率。仿真結(jié)果表明，該方法可以更加準(zhǔn)確的預(yù)測無線信道的容量，

4、提高無線網(wǎng)絡(luò)的分組轉(zhuǎn)發(fā)效率，改善網(wǎng)絡(luò)性能。
　　 (4)研究了一種基于無線信道狀態(tài)和鏈路質(zhì)量統(tǒng)計的MAC層最大重傳次數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整算法。該算法通過對無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的無線信道環(huán)境的動態(tài)感知，利用分層判斷法區(qū)分無線分組丟失的主要原因是無線差錯還是網(wǎng)絡(luò)擁塞，實時調(diào)整MAC層的最佳重傳次數(shù)，降低無線網(wǎng)絡(luò)中的分組沖突概率。仿真結(jié)果表明該算法能較好的改善無線多跳Mesh網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，滿足無線多媒體業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?、時延、抖動的要求等

5、問題。
　　 (5)基于鏈路狀態(tài)信息的統(tǒng)計和最大重傳策略，提出了一種啟發(fā)式的環(huán)境感知QoS路由優(yōu)化機制HEAOR(Heuristic Environment-Aware Optimal Routing)。該算法通過動態(tài)感知底層鏈路狀態(tài)信息，利用灰色關(guān)聯(lián)分析法自適應(yīng)選擇最優(yōu)路徑，在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，減少鏈路誤判概率，提高傳輸效率。NS2仿真結(jié)果表明，HEAOR算法能有效減少重路由次數(shù)，降低鏈路失效概率，提高網(wǎng)絡(luò)的平均吞吐率

6、。本文提出的方法不僅能夠優(yōu)化MAC層的重傳，而且通過發(fā)現(xiàn)跨層設(shè)計的優(yōu)化參數(shù)實現(xiàn)對路徑的優(yōu)化選擇。
　　 (6)研究了一種基于無線信道模型的無線一有線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中端到端的丟包區(qū)分方法，基于對丟包類型的區(qū)分，提出了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的流媒體傳輸質(zhì)量控制方法WMTCPLD(Packet Loss Discrimination based Wireless MultimediaTransmission Control)。理論上分析和推導(dǎo)了如何借