NetworksMAC协议为多媒体业务传输支持QoS的Ad

1、 可修改 欢迎下载 精品 Word 可修改 欢迎下载 精品 Word 可修改 欢迎下载 精品 WordMAC协议为多媒体业务传输支持QoS的Ad Hoc网络多 摘要 在无线网络上的多媒体通信已经成为许多重要的应用驱动技术，经历巨大的市场增长 ， 而个人通信，游戏，娱乐，军事，平安，环境监测前途的革命经验，等等。 在无线通信和增长的进展实时应用 ， 因此有必要对无线网络的开展 ， 能够支持高效劳质量QoS。 本文介绍了一种基于保存，MAC协议称为异步多速率多跳的MAC协议MMMP的多跳Ad hoc网络 ， 提供多媒体通信效劳质量的保证。MMMP实现多提供这种效劳的差异，率实时交通包括实时交通恒定

2、比特率 ， 实时可变比特率流量，并保证有界端到端的延迟 ， 而同一目的仍然照顾到非实时交通吞吐量的要求。 此外，它通过一个管理功能 ， 所谓带宽保存智能降，并实现高效的带宽利用率通过一个机制 ， 称为发布带宽。 在QualNet仿真模拟结果说明，MMMP优于所有性能指标的IEEE 802.11和可有效地处理交通强度大范围。 它也优于其他的艺术的MAC协议类似的状态。 分类和主题描述 网络体系结构与设计-无线通信。 一般条款 算法，性能，设计。 关键词 效劳质量，Ad hoc网络，多媒体通信。 引言 在一个多跳无线Ad hoc网络，网络拓扑结构的变化，严重制约权力的环境和内在的不可靠的传输介质构

3、成禁止的高效劳质量保障的几个问题。 此外，一出使用的IEEE 802.11点协调功能PCF的运作模式 ， 集中协调员规那么的情况下。 现有的异步对多媒体通信的MAC层支持包括像增强型分布式协调功能增强型分布式协调协议1，IEEE 802.11e标准，黑场2和改进的多址接入冲突防止与背驮式预约MMACA /公关3。 我们排除同步方案 ， 因为这是开销时间节点之间呈现相当不切实际的这些方案同步所需。 本文提出了一种基于异步保存MAC协议，特别是对多媒体传输，多跳Ad Hoc网络。 我们的协议提供了QoS的实时流量 ， 并提供范围内的终端到年底这种交通不挨饿的非实时数据报数据包延迟。 我们采用了即时

4、战略协议，中旅请按单发送-明确对发送机制 ， 储藏传输插槽 ， 只为实时流首报文。 垃圾转运站壳聚糖机制使邻近的节点 ， 谁听到这些传输 ， 更新他们的“预约表，以便他们不发送的传输时 ， 另一个正在进行。 此外，我们保证流量的优先次序因此差异化效劳，允许具有更高的优先级实时数据包流量的RTS到达更高的概率比其他渠道竞争的低优先级的实时流动。 我们使用一个分布式优先级调度存5算法实现这一目标。 我们还确保“下降的数据包 ， 是“毫无意义通过我们的“智能拖放功能来保护网络带宽。 我们将“借未使用的可用带宽 ， 带宽使用效率从现有的流通和“给到一个新的流动 ， 在需要的带宽。 我们把这个作为我们的

5、“释放带宽功能的机制。 该文件的其余局部安排如下：我们描述我们在第2节，我们在第3节的结果和第4条的模拟分析 ， 最后得出结论 ， 在第5条的文件仿真模型协议。 2。拟议的方案-概述 我们的协议包括5个模块：1异步陆委会方案，一调度方案，资源保存方案，如智能降功能和发布带宽功能。 2.1根本的Mac在MMMP 时间划分成离散的单元称为插槽。 一时间几个时段 ， 包括固定期限构成一个循环。 会话包括一个数据包和准控制两个节点之间的交流。 可以有一个周期 ， 在几次会议。 该方案如下：在实时流首报文使用RTS / CTS方式/数据/应答之间的对话 ， 交流的发送和接收节点。 外汇储藏的带宽 ， 这

6、为真正的需要在一个周期时间的流动。 随后的流量数据包按照/应答交流。 相反，每一个非实时数据报包使用RTS / CTS方式/数据/应答对话。 非实时传输的数据包使用IEEE 802.11 DCF中的协议。 与MMACA /公关3，我们的方案认识到 ， 与不同的数据包生成率不同的流动需要不同数量的带宽。 带宽的计算数量的会话流在一个周期需要。 换言之，一个会话的持续时间超过该RTS / CTS方式/数据/ ACK或数据/应答传输两个节点之间发生。 与3，我们还可以使用资源保存RR的方案 ， 让流入可能在一个周期内就根据他们的带宽要求，多个会话。 所有的网络节点保持两个预约表： 接收预订表往返 -

7、保持在其中相邻节点接收会议预定轨道。 发送预订表特 -保持在其中相邻节点发送的会议预定轨道。 发射前的RTS，发件人的两个检查的时间足够大的传输块保存转运站空表/旅/数据/应答。 如果可用，这将是一个废物转运站的数据包。 在接获转运站包，接收保存的两个检查表和传输华贸如果它有一个空洞的时间块 ， 可容纳旅/数据/应答传输。 如果源没有收到华贸会后退了一段时间 ， 重传转运站。算法的回过这个方案，是基于标准的二进制指数退避算法贝布描述的算法4一个修改-这里返回起飞时间是静态的不像802.11地方是每碰撞一倍实时交通。 如果RTS / CTS方式握手成功，那么数据包传送的来源，其中也包含下一个数据

8、包的信息使用搭载在收到数据包。，接收器和节点偷听数据，计算出下一个方案传输时间的这种流动随后的数据包 ， 并记录他们的特它。 在下一个预定的 ， 对邻近节点传输窗口的计算方法吨n的+吨克拉吨PKT公司，太平洋岛屿论坛，吨n的+吨克拉+短帧间隔，其中t n是瞬间的时间数据包时 ， 听到吨CT的是“循环间隔，吨PKT公司是数据包传输的固定期限和太平洋岛屿论坛和短帧间隔是IEEE 802.11标准间架太空时代4 。然后 ， 接收方发送一个ACK数据包。在收到的ACK，来源和节点偷听的ACK，计算下一个方案在目前的流动和在逆转录纪录随后的数据包的传输时间。在下一个方案的接收窗口对邻近节点的计算方法吨n

9、的+吨克拉 -太平洋岛屿论坛-吨PKT公司，短帧间隔-吨应答，吨n的+吨克拉，其中t又来了是一个ACK数据包传输的时间就成功的RTS。/旅/数据/应答传输，实时流动以下周期预留了会议，并因此可以在其传输在每个周期相应的会话数据/应答。类似的程序是由其他实时流动后保存其会议。这项保存在每个周期更新的表。 2.2资源保存度RR 根据不同的数据包生成率，流/爆裂可能需要在一个周期多个会话传输的所有数据包。因此 ， 我们已推出如6资源保存方案。 当一个节点收到一个新的流程，最小和最大带宽要求MinBW和MaxBW，分别是基于其指定的流量生成率。 我们定义的会话数计算带宽流量将需要一个周期。 每个节点保

10、持flow_session表来保存会话的使用和流动的信息跟踪。 RR的方案如下。 让我们考虑一个流量 ， 在源节点启动S和穿过中间节点我的目的节点D类。 在接到上层的实时流量，节点氏计算出它的可用带宽AvaBW_s和更新其flow_session表。然后传送到节点废物转运站我所有废物转运站的数据包将包括MinBW和MaxBW信息流。 在接获转运站，中间节点计算出它的可用带宽AvaBW_i和更新其flow_session表。然后它发送到节点中旅氏之后是数据从一个节点氏到节点我。 节点我发送一个ACK返回节点氏。 节点我，然后发送一个RTS到节点D类在接获转运站，节点D类计算该流的可用带宽AvaB

11、W_d，并发送到节点中旅。我。 节点我，然后传输数据到节点D类在成功的数据接收。，节点D类发送一个ACK，随着AvaBW_d。 当此ACK接待，节点我来设置其AvaBW_i分钟AvaBW_d，AvaBW_i。 新AvaBW_i传达给节点氏以及一个ACK数据包节点我回应是下一个从节点氏。节点氏的更新数据包成功接收到的AvaBW_s分钟AvaBW_s传播， AvaBW_i。 此后这一共同的可用带宽值被称为AvaBW。 这种通信序列的结果最终到了会议结束时从源到目的地的保存节点称为end_to_end_session。新的会议可以由源只有在正在进行的end_to_end_sessions人数比Ava

12、BW较少启动。这使得MMMP按顺序储藏多个会话从源到目的地所AvaBW限制。 上述程序确保中间节点不启动第二次会议目标节点，作相同流量，除非有第二届会议的来源预留给中间节点。这就防止了控制包开销和带宽的浪费是可能的方案在中间之间的目的地节点超过之间的来源和中间节点会话的数量是多少会议。 2.3调度 即使MMMP是保存根据方案，在实时流首报文 ， 所有数据报数据包需要争夺渠道。为了提供之间的实时流动的一个基于优先级调度5不同的效劳是必需的。 虽然在调度算法的细节是沉迷，我们简单介绍了本文的算法概述超出了本文的范围。 每个节点局部构造了一个调度表上听到的信息为根底 ， 整合了其交通的优先估计到它的

13、MAC。 特别是，每个数据包都有一个关联的优先指标 ， 可与纯粹的本地信息计算例如，一个最后期限。 当一即时战略节点的问题，它依附于其目前的数据包优先级索引。 节点无意中听到这个转运站将插入到一个本地调度表项。 如果该节点被授予一个CTS，它包括其的头部优先指数线高优先级的数据包，这也是在本地表中插入的是听到节点的数据包。 每个节点可以评估其与其他负责人的行包列表它的自己的头上优先行包。 有了这个数据包优先级信息，节点重新评估价值的重新起飞。 因此，低优先级流量推迟一段较长的时间 ， 使他们的传输通道更高的优先级流量保存。 这就确保差异化效劳的数据包优先级。 这些信息可以通过利用在IEEE 8

14、02.11的优先退避方案的轻微更改，以近似“全球的分配方式 ， 动态优先安排。 智能降2.4 交通流的多媒体如视频由帧。 每帧可分为固定大小的数据包编码。帧中的第一个包或一组帧可能包含帧头的信息。 同样，第一帧是一个内部一编码帧和一定数量如9帧的MPEG - 4以后的预测性P帧依赖于它。因此，当头包或数据包的I -帧被丢弃或丧失，整个集团的P帧是没有用的和相应的数据包的进一步传播会导致带宽的浪费。 为了减少带宽的浪费 ， 由于局部帧丧失，我们已引入智能拖放功能。此功能决定了应该被丢弃的数据包：1如果一个我包帧已经下降了在这种情况下，会导致传输对其余的数据包的P帧没有用 ， 因为这些帧不能没有这

15、个在接收端的端到端信息改建，2如果连正常后重试限制，在I -包不能被发送，然后用更小的数据包时间为生存期TTL在帧被丢弃。 释放带宽 当一个网络的负载非常重，一个新的流量无法获得带宽BW，不管其优先。为了让新的流量获得生物武器 ， 即使在负载很重的网络，我们设计了一个发布带宽包算法。 在包，如果一个新的实时流是无法获得生物武器，它借用任何多余体重之间可能存在的流动提供。 一个节点的超额带宽的计算方法如下：对于所有的优先级大于或等于新的流量的优先现有流动： 可接受的体重= MinBW + MaxBW/ 2 多余体重=楼会议次数-可接受的体重; 对于所有的首要任务是比新流量的优先降低现有的流程：

16、多余体重=会议次数- MinBW; 带宽超过计算值更新节点章相应流量flow_session表。节点暂时释放 ， 然后在下一周期的所有多余的带宽会 ， 使新的流量争夺渠道。 在每个传输节点会议s具有被释放，源添加一个变量的数据头通知数据的接收，无意中听到的所有节点，关于这一轮会议临时释放。所有接收器，以及能听到节点，然后记录这些会议上 ， 不要期望在未来周期这些会话数据包。 每个接收节点的会议S是发布增加了新的变数的ACK头 ， 以便了解这些拟接收器的ACK和关注这一下一轮会议释放无意中听到节点。 这些ACK的预期的接收和记录无意中听到节点这些会议 ， 不要在传输过程中下一个周期的会议资料。

17、会议结束后公布，在随后的循环流动的新源节点将在会议上发表的渠道抗衡 ， 直到发送/去除发送/数据/应答传输是成功的。 如果新的流量成功地保存了第一跳会话，然后在中间节点采用同样的程序 ， 直到流从源头到目的地预留了会议。 3。模拟设置 为了评估我们MMMP方案的性能，比较符合IEEE 802.11和MMACA它/公关。 我们还相互比较以及我们的根本MMMP方案的各个版本。 我们的根本MMMP方案根本上是MMACA /公关方案 ， 我们称之为MMMP_B在我们模拟的。 我们方案的其他版本MMMP_S即优先安排 ， 但没有MMMP智能拖放功能，MMMP_SD即MMMP智能拖放功能 ， 但没有优先调

18、度功能MMMP_S_SD即与调度和MMMP智能拖放功能。 请注意 ， 我们建议MMMP_S_SD是陆委会的全部协议。 我们使用QualNet版本3.7的仿真平台。 为了隔离从相关的QoS路由协议MAC协议的有效性，我们认为 ， 只有固定节点的情况。 我们模拟的Ad hoc网络拓扑结构IEEE 802.11的业务支撑系统。 我们产生了两个月的交通类型： CBR和VBR。 推理是指固定比特率交通，定期为512字节 ， 其中应用程序生成固定大小的数据包。VBR，是指可变比特率交通，如申请的根底上生成固定大小的不规那么的时间间隔512字节脉冲数据包的其bnadwidth。 我们经营三个层次的交通负荷

19、， 即轻，中度重，重的模拟。 每个交通流分配的优先事项和特定数量的会话。 每个场景有两个CBR和VBR实时交通组合。 4。结果与分析 这五项方案 ， 即MMMP_B，MMMP_S，MMMP_SD，MMMP_S_SD和IEEE 802_11是测试不同的性能指标 ， 如下所述。 关键是要明白 ， 我们的MAC层协议是朝着提供QoS保证 ， 主要面向多媒体通信。 这种流量被延迟敏感。 高整体或平均吞吐量可能会相对不那么重要 ， 对此类交通效劳质量。 4.1吞吐量和丢包 总吞吐量的计算是在网络上传输在一秒钟的总字节数。 这包括废物转运站，中旅，数据和ACK数据包传输。 每项方案的总体吞吐量为轻，中度和

20、重重 ， 从获得的模拟图1代表拓扑。 我们注意到 ， 在IEEE 802.11吞吐量相比是偏低的所有测试负载的其他方案。由于时间到一个数据包设置为活在我们的模拟仅8个周期，802.11不能传输从源头到目的地的数据包在这段时间内。因此 ， 很多的数据包将被丢弃。 因此，IEEE 802.11的以及不执行实时交通。 图1：平均总吞吐量为不同的方案 ， 根据不同的交通负荷。 这四个方案 ， 即MMMP_B，MMMP_S，MMMP_SD，并MMMP_S_SD有轻几乎相同的整体吞吐量和适度重物。 重载，MMMP_B和MMMP_S_SD已略高于整体吞吐量相比 ， 其他的方案。 这是因为MMMP_S和MMM

21、P_S_SD流动即与优先级调度功能的方案后续政策的重新起飞基于流量的优先次序。 在这些大退缩 ， 工期经历这将导致流动相比，MMMP_B和MMMP_SD方案，这阻碍了他们的吞吐量 ， 增加了他们丢弃的数据包数。 然而，MMMP_S_SD方案逃离这个“较低的吞吐量出类别。 原因如下： 按照方案 ， 智能拖放功能即MMMP_SD和MMMP_S_SD，流动有没有失去智能拖放功能即MMMP_B和MMMP_S比方案渠道的可能性较高。 这可能发生 ， 因为聪明的拖放功能下降可能为特定流一帧之后 ， 该节点会或没有数据包发送了这次会议。 节点失去了收购渠道 ， 如果没有准备好发送数据包 ， 并会重新为渠道相

22、抗衡。 在重新争阶段，该节点将不得不回到一个非常小的起飞时期如MMMP_SD方案或没有回过的所有如MMMP_S_SD方案。不存在后退的时间，是由于这样的事实 ， 这将是唯一流通的渠道 ， 将设置其职级，1，因此具有零退避时间抗衡。 小后退值为MMMP_SD，原因是一个事实 ， 即在重新流动的争夺阶段将拥有化学武器的窗口设置为“1。这就使得流向有一个MMMP_S_SD更快的频道收购方案因此 ， 在MMMP_S_SD整体吞吐量高于MMMP_SD。MMMP_SD和MMMP_S_SD的下降 ， 不完整的方案框架 ， 从而保证所有的帧在目标达成的完整框架。 图2：包下降虚线和帧下降实线下不同的方案不同的

23、负载条件下。 因此 ， 在图2中，我们看到的数据包数为MMMP_SD和MMMP_S_SD方案那么远远高于其他两个方案不具备的智能拖放功能在议定书实施。 然而，帧的数量下降MMMP_SD和MMMP_S_SD远远低于其他两个方案。 这是因为MMMP_S_SD和MMMP_SD方案禁止的数据包的传输 ， 最终不会导致形成一个有意义的框架。 因此 ， 那些得到传输的数据包 ， 这些都是最终被包装成有意义的框架在接收有价值的数据包。 另一方面，如果没有智能拖放功能方案MMMP_B和MMMP_S传输的数据包的数量增加 ， 但不是全部都是在接收器的建设有意义帧结束有用。 因此 ， 帧辍学率要高得多 ， 这两项

24、方案。 4.2分组时延 包延迟时间的总包所需的旅行从源头到最终目的地。平均延迟是为网络中的所有数据包的平均延误。另一项重要参数 ， 以保证实时交通效劳质量是最大数据包延迟 ， 因为它有关连的抖动。 如表1所示，在MMMP_S_SD方案到达的average_packet_delay值越低 ， 以及比不同的交通负荷MMMP_B方案maximum_packet_delay。 那些没有在表中描述的分组延迟方面也表现好于MMMP_B其他方案，但明显的区别是当MMMP_S_SD进行比较MMMP_B。 表一：平均packetdelay和Maximum_packet_delay两个不同的负载条件下的方案 4.

25、3控制包开销 表2显示的开销经验的价值 ， 由于控制作为根据不同的交通负荷 ， 不同的方案总数的百分比传输的数据包传输。 正如从表中看出，我们的方案 ， 不会因额外的开销 ， 由于控制包相比 ， 像MMMP_B方案是不到像MMMP_S_SD方案复杂。 表2：控制分组开销 ， 为在各种交通负荷不同的方案传输的数据。 4.4版本带宽的影响 模拟释放带宽的影响具有新的流量被添加到沉重的拓扑结构：与MinBW = 1，MaxBW = 1和优先= 2。这种拓扑流量节点3 8 node19是在与发布功能MMMP_B方案带宽测试添加到它。 为了助推释放带宽的影响特点 ， 我们增加了网络负载最大。正如所料，释放带宽的功能 ， 使新的流量流量8分享与现有的流量带宽流量1。 如图3所示，流量有8个零包吞吐量 ， 但没有取得相当大的吞吐量时 ， 包功能已启用。 图3：重负载网络吞吐量使用发布带宽功能。 5。结论 本文