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随着移动Ad Hoc网络传输多媒体业务需求的不断增加,如何在网络中提供不同的QoS保证是其面临的一个重要问题,而QoS路由技术则是其中的核心技术。然而考虑到移动Ad Hoc网络的多跳性、节点的移动性、网络带宽资源的有限性、网络拓扑结构的动态变化、移动节点的计算能力和存储容量较低、能量受限等特点,设计支持QoS要求的路由协议成了一项具有挑战性的任务,并已成为移动Ad Hoc网络研究开发的热点。
本文针对移动Ad Hoc网络的特点和应用需求,在综合考虑路径可靠性和稳定性的基础上,提出了一种能提供QoS保障的路由协议RQRP_PE(A Reliable QoSRotlting Protocol.Based on Path-lifetime Estimation)。该协议基于带宽约束、路径生命期和路由跳数来选择QoS路由。
首先,RQRp_PE协议基于带宽约束来选择路由,使得在路由发现和路由维护阶段路由上的各个节点必须满足一定的带宽要求,增强了网络对突发业务和实时业务的处理能力,为网络提供更加可靠的路由。其次,RQRP_PE协议根据节点移动性和所接收分组的能量对节点间的路由链路生命期进行预测,进而预测路径生命期,在满足带宽约束的路径中选择路径生命期最大且路由跳数最短的路由,因而大大增强了所选路径的可靠性,减少了由于主机移动引起的链路破裂次数,提高了路由协议对网络拓扑变化的适应能力,减少了重新寻找路由所带来的开销。RQRP_PE协议基于带宽、路径生命期和路由跳数这三个约束条件来选择QoS路由,可以提供良好的服务质量保证。同时RQRP_PE协议在资源预约过程中采用了目的节点预约以及预约过程中的实时维护思想,进一步提高了协议路由请求的成功率,降低了路由发现的时延。而且目的节点缓存所有路由发现过程中获得的可用路由,当所用路由失效时,可以利用缓存中的备用路由,而不需要路由重构,这也在很大程度上减少了协议开销。
本文在NS2网络仿真平台上实现了RQRP_PE协议,并将该协议与经典的DSR协议进行性能分析和比较。仿真结果表明,RQRP_PE协议更适合于网络状态变化比较频繁的环境以及实时多媒体应用,可有效提高分组投递率,降低时延,减少路由控制开销,改善网络的服务质量,在高动态的移动Ad Hoc网络中尤为明显。