Ad Hoc网络中支持QoS的MAC协议研究.pdfVIP

第 31卷 第 3期 广 东 第 二 师 范 学 院 学 报 Vol_31 NO．3 2011年 6月 JournalofGuangdongUniversityofEducation Jun．2011 AdHoc网络中支持 QoS的MAC协议研究 谢丽英 (广东第二师范学院 物理系，广东 广州 510303) 摘要：无线 AdHoc网络具有移动性、分布 多跳性和 自组织等特性 ，已经被广泛应用于各种无 基础架构的环境 中．然而，这些特性使得无线 AdHOC网络的QoS技术面临着众多的挑战．目前 AdHOC网络 中支持 Qos的MAC协议可分为同步MAC协议和异步 MAC协议 ，但现有这些协议 普遍存在服务区分粒度过粗、无 网络饱和控制机制、公平性和分布 式时钟 同步机制等 问题 ，支持 QoS的MAC协议仍需要在服务 区分、接纳控制机制 、资源的预约和分配机制 以及 QoS的维护机 制方面进行完善． 关键词 ：AdHOC网络；服务质量；媒介接入控制子层(MAC)；同步；异步 中图分类号：TP393．01 文献标识码 ：A 文章编号：1007—8754(2O11)03—0034—10 引言 随着人们对移动通信业务需求的不断增加，无线 AdHoc网络技术得到了前所未有的发展l1。．Ad Hoc网络是一种不需要基础设备支持 ，由移动节点 自由地组 网来实现通信 的网络系统，具有移动性 、分布多 跳性和拓扑结构动态多变性等特点．AdHoc网络可以传输各种业务，比如多媒体业务、视频电话和交互式 通信业务等等．一般来说，这些业务均有特定的网络服务质量(QualityofService，QoS)需求，因此，AdHoc 网络必须具有较好的QoS保障机制 ]． 所谓 QoS就是指网络为用户传送端到端数据时必须满足的一套基于端到端性能的服务属性 ，一般包 括 ：时延、时延抖动、可用带宽和分组丢包率等L5]．QoS保证就是网络要采取一系列策略和措施来满足业 务所需求的服务质量．然而 ，相对于有基础设施的无线网络及有线网络 ，AdHoc网络的Qos保证机制面临 较大的挑战[7]，主要包括：1)信号衰减 、噪声干扰和信道间干扰等多种因素所导致 的节点问的链路质量难以 预测．2)链路带宽资源难 以确定 ，AdHoc网络中相邻节点共享信道带宽资源，节点可得到的实际带宽远远 小于理论的最大带宽值．同时，由于受到一跳邻节点和两跳邻节点移动性 的影响以及这些节点上业务量的 变化 ，一个节点的最大未使用带宽和最大可利用带宽并不相等 ]．3)分布式控制增加 了Qos设计的复杂 度，因为资源的分配和调度除了要在一个节点 内进行还要在节点之 间进行．而且 由于 AdHoc网络的无中 心特性，分布式协作并不能保障多个节点之间的高优先级业务得到优先权．4)网络的动态性，即节点的移动 性和业务流的动态变化，导致网络局部资源的变化和链路的变动，严重影响QoSMAC保障机制的性能． 收稿 日期 ：2010一10—10 基金项 目：广东第二师范学院教授博士科研专项经费资助项 目 作者简介：谢丽英，女，广东湛江人，广东第二师范学院物理系教师，博士 2011年第 3期 谢丽英 ：AdHoe网络 中支持 OoS的MAC协议研究 ．35． 5)单向信道的存在不仅会加剧隐藏节点问题，还会增加 QoS带宽分配的难度． 从 中可以看出，AdHoe网络的QoS．保证是一个全局问题 ，需要 网络 中的各节点、节点上的各层协议相 互协作，共 同完成．媒体接入控制(MAC)层是现有网络协议体系的基础，是整个协议层与物理层相联系的 桥梁．实现 MAC层的QoS保障有助于提高整个 AdHoc网络的Qos，可见 ，对 AdHoc网络 Qos的MAC 层保障机制进行研究具有极其重要的意义．AdHoc网络中QoSMAC协议 的 目标是要在 AdHoc网络 中 使共享媒体的各个节点能在尽量不影响其他节点的前提下实现 自身的QoS要求．其主要任务包括 ：1)解决 介质竞争以及隐藏终端和暴露终端问题 ；2)提高吞吐量 ；3)支持可靠 的传输 ；4)为分布式无线环境下的实时 业务提供区分服务和资源预约的OoS． 文 中将首先分析 AdHoc网