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无线移动Ad hoc网中分组调度算法研究

作　者: 郭琦
导　师: 郭伟
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线移动Ad hoc 网 QoS,分组调度 WF~2Q+ CLWFQ 媒质接入控制 IEEE 802.11 DCF
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

无线移动Ad hoc 网(又称无线移动自组织网)是一种新兴的移动通信网络。它组网的基本特征是无中心和多跳数。由位于一定地理范围内的各个节点通过运行相应的全分布式的路由协议相互联结而组成网络,节点在通信中既充当通信终端又肩负路由器功能。无线Ad Hoc 网络因其无需基础设施,可以即时组网,支持高移动环境下的无线通信等特点而具有广阔的应用前景。包括应用于战场,救灾等紧急情况网通信,以及移动办公、无线会议等日常应用。随着无线移动Ad hoc 网研究和应用的进展,人们对它提出了更高的要求。包括支持多种类别的业务。这就对无线移动Ad hoc 网提出了QoS (服务质量保障)的要求。分组调度算法是实现QoS 的核心机制之一。本文主要研究适用于无线移动Ad hoc 环境的分组调度算法。本文首先回顾了有线网中传统的分组调度算法,分析了传统算法在无线移动Ad hoc 网中应用的局限性。随后介绍了目前国内外学术界在无线移动Ad hoc 网络分组调度算法领域的研究现状。本文针对无线移动Ad hoc 网中信道资源紧缺,节点竞争共享信道的特点,借鉴前人的研究,运用跨层设计的思想,提出了一种将网络层WF~2Q+调度算法与MAC 层接入机制相结合的调度算法-跨层公平排队算法(CLWFQ)。本文采用OPNET 系统仿真工具搭建了无线移动Ad hoc 网的仿真平台,在此平台的基础上,运行WF~2Q+和CLWFQ 两种分组调度算法。比较了两种算法对不同业务实现区分服务的能力以及对网络整体性能的影响。验证了CLWFQ 算法在性能上的优越性,为实际系统的设计和规划提供了参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
图表目录  8-10
缩略词表  10-11
第一章引言  11-14
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 课题的目标及任务  13
  1.3 论文内容安排  13-14
第二章无线移动Ad hoc 网络概述  14-17
  2.1 无线移动Ad hoc 网的定义  14
  2.2 无线移动Ad hoc 网的主要特征  14-15
  2.3 无线移动Ad hoc 网的网络结构  15-17
第三章无线移动Ad hoc 网络中的分组调度算法概述  17-31
  3.1 分组调度与QoS (服务质量)  17-28
    3.1.1 QoS 的概念和定义  17-19
    3.1.2 QoS 的实现机制  19-21
    3.1.3 分组调度算法在QoS 体系中的作用  21-24
    3.1.4 有线宽带网中主要分组调度算法的概述  24-28
  3.2 无线移动Ad hoc 网中的分组调度算法  28-31
    3.2.1 有线网中的调度算法在无线移动Ad hoc 网络中应用的局限  28-29
    3.2.2 无线移动Ad hoc 网络中专用分组调度算法概述  29-31
第四章无线移动Ad hoc 网中的跨层公平调度算法CLWFQ  31-41
  4.1 CLWFQ 算法的基本思想  31
  4.2 CLWFQ 算法的具体设计  31-41
    4.2.1 增强的最坏情况公平排队算法(WF~2Q+)  31-33
    4.2.2 IEEE 802.11 DCF 机制  33-35
    4.2.3 CLWFQ-分组调度与MAC 接入的结合  35-37
    4.2.4 CLWFQ 算法中MAC 层信息交换方式  37-41
第五章无线移动Ad hoc 网中CLWFQ、WF~2Q+两种调度算法的仿真研究  41-54
  5.1 仿真研究目的  41
  5.2 仿真平台介绍  41-42
  5.3 无线节点模型的设计  42-51
    5.3.1 无线节点内部的层次架构  42-44
    5.3.2 主要功能模块介绍  44-51
  5.4 仿真场景设计及数据收集  51-54
    5.4.1 仿真场景建立方法  51-52
    5.4.2 仿真场景的设计  52-53
    5.4.3 仿真数据收集  53-54
第六章仿真结果及其分析  54-77
  6.1 仿真实验一:节点静止、低负载情况下WF~2Q+和CLWFQ 算法性能的对比  54-59
    6.1.1 仿真目的  54
    6.1.2 仿真场景  54-56
    6.1.3 仿真结果及分析  56-59
  6.2 仿真实验二:节点静止、高负载情况下WF~2Q+和CLWFQ 算法性能的对比  59-63
    6.2.1 仿真目的  59
    6.2.2 仿真场景  59-60
    6.2.3 仿真结果及分析  60-63
  6.3 仿真实验三:节点运动、低负载情况下WF~2Q+和CLWFQ 算法性能的对比  63-66
    6.3.1 仿真目的  63
    6.3.2 仿真场景  63-64
    6.3.3 仿真结果及分析  64-66
  6.4 仿真实验四:节点静止、低负载、节点分布密度较高情况下 WF~2Q+和CLWFQ 调度算法性能的对比  66-70
    6.4.1 仿真目的  66-67
    6.4.2 仿真场景  67-68
    6.4.3 仿真结果及分析  68-70
  6.5 仿真实验五:节点静止、低负载、网络规模较大情况下WF~2Q+和 CLWFQ算法性能的对比  70-75
    6.5.1 仿真目的  70-71
    6.5.2 仿真场景  71-73
    6.5.3 仿真结果及分析  73-75
  6.6 仿真实验结论  75-77
第七章结束语  77-78
参考文献  78-80
附录  80-85
致谢  85-86
个人简历  86
攻读硕士学位期间的研究成果  86

无线移动Ad hoc网中分组调度算法研究

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