移动ad ho网络拥塞控制关键技术研究.pdf

博士论文 移动AdHoc网络拥塞控制关键技术研究 摘 要 移动AdHoc网络是一种由一组带有无线收发装置的移动主机组成的多跳、临时性 自治系统。网络中所有的节点地位平等，每个移动终端具有路由器和主机两种功能，其 组网的无基础设施性和自组织性，使它在特定的军事和民用通信领域得到了广泛应用。 但移动AdHoc网络中节点的移动性、介质无线性、MAC访问控制方式、网络层路由协 议及路径的不对称性，会导致链路误码率高、网络分割和路由变化频繁等，这些都会导 致网络丢包，若用传统的TCP拥塞控制方法，将所有丢包都作为拥塞指示而调用拥塞 避免或慢启动，将严重影响AdHoc网络的TCP性能。本文对AdHoc网络的数据链路 层、网络层和传输层工作机理进行了深入研究，并分别从数据链路层、网络层和传输层 探索拥塞控制策略，主要研究内容如下： Auto (1)分析数据链路层可能产生的拥塞机理，对现有AAR(AdaptiveRate)协议进行 function．based CongestionContr01)算法应用于AAR协议， 改进，将POCC(Penalty Optical Auto 提出了AAR．CC(AdaptiveRate．Congestion 塞控制的速率自适应机制。在AAR．CC协议中，源节点根据某时刻链路的总拥塞信息确 定当时数据发送速率。新协议只对MAC帧稍作修改并增加一个字节的拥塞指示CI，具 有可扩展性和低开销性。AAR．CC利用背靠背数据传输方式，充分发挥高质量通信信道 利用率，有效缓解拥塞状况，从而提高网络的端到端饱和吞吐量。 coordination (2)分析MAC层退避机制，改进IEEE802．11分布协调功能(Distributed Traffic function，DCF)，提出了一种实时退避自适应拥塞控锘t(Real．Time Congestion 转发机制应用于多跳AdHoc网络，减轻了MAC层的流间竞争和流内竞争，从而提高 实时业务的传输效率：2)依据节点队列的瞬间状态判断拥塞状况，让ACK帧携带下一 跳节点的拥塞指示信息，以便实现上一跳节点的自适应退避拥塞控制。RBA．CC协议能 够降低实时业务数据包的传输时延，并有效提高网络端到端饱和吞吐量。对RBA．CC协 议进行仿真，验证了上述结论的正确性。 (3)分析网络层路由协议，提出局部拥塞表概念，利用旁路、局部拥塞表和hello消息 Source Hoc按需距离矢 机制，对动态源路ffl(DynamicRoutingprotocol，DSR)协议、Ad on Distance HocDemand 量(Ad Source Hoe拥塞自适 源路fit(CongestionAdaptiveDynamicRouting，CA-DSR)协议、Ad AdHoconDemandDistance 应按需距离矢量(CongestionAdaptive 由协议。在这两种拥塞适应路由协议中，主节点利用局部拥塞表，能在第一时间感知到 网络拥塞，当拥塞发生时，拥塞节点的上一节点能按需建立绕过拥塞节点的旁路，当数 摘要 博士论文 据流到达已建立旁路的节点时，被按比例分流在主路由和旁路上，实现了路由拥塞适应 功能。协议利用hello消息对局部拥塞表进行有效维护。仿真结果已验证，新提出的拥 塞自适应路由协议的平均端到端延迟更短、数据包递交率更高、规格化路由开