Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中QoS保障機(jī)制

洪琳，江成

(黑龍江科技學(xué)院，哈爾濱 150027)

0 引言

Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用環(huán)境以及多媒體業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸需求要求Ad hoc網(wǎng)絡(luò)支持QoS。具體表現(xiàn)在軍事通信和緊急搜救等應(yīng)用場(chǎng)合，信息應(yīng)能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳送，這要求Ad hoc網(wǎng)絡(luò)保證分組的帶寬、時(shí)延;在軍事通信和民事通信領(lǐng)域，當(dāng)需要傳送語(yǔ)音、圖像等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(如戰(zhàn)地環(huán)境圖像、臨時(shí)視頻會(huì)議等)時(shí)，由于這些業(yè)務(wù)對(duì)延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)等［1］QoS參數(shù)均較敏感，同樣要求Ad hoc網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)的QoS保證。因此，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中QoS的研究是其應(yīng)用場(chǎng)合的需要，具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS體系結(jié)構(gòu)

1.1 IntServ

IntServ是一種基于流(per-flow)的資源預(yù)留機(jī)制，它引入了虛電路的概念，由RSVP作為建立和維護(hù)虛電路的信令協(xié)議，路由器通過(guò)相應(yīng)的包調(diào)度策略和丟包策略來(lái)保證業(yè)務(wù)流的QoS要求。IntServ要求網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)保存基于流的狀態(tài)信息，它對(duì)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力和處理能力都有很高的要求，存在明顯的可擴(kuò)展問(wèn)題。在A(yíng)d hoc網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)幾乎全是便攜式移動(dòng)終端，其存儲(chǔ)能力和處理能力均有限。同時(shí)，由于A(yíng)d hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞念l繁變化，用于維護(hù)虛連接的RSVP協(xié)議將帶來(lái)很大的開(kāi)銷(xiāo)，而Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的帶寬有限，因此，IntServ并不適合Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，尤其是較大型的 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)［2］。

1.2 DiffServ

DiffServ是一種基于類(lèi)(流的集合)的QoS體系結(jié)構(gòu)，它提供定性的QoS支持。接入DiffServ域的業(yè)務(wù)流首先在域的邊緣被分類(lèi)和調(diào)節(jié)［(conditioning，包括測(cè)量(meter)、整形(shaping)、重標(biāo)記(remarking)/丟棄(dropping)等)］，而域的核心節(jié)點(diǎn)只簡(jiǎn)單地根據(jù)包的DS域?qū)ΠM(jìn)行調(diào)度，DiffServ不要求域的核心節(jié)點(diǎn)保存并在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)更新基于流的狀態(tài)信息，從而使核心節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。從這一方面看，DiffServ更適合Ad hoc網(wǎng)絡(luò)。但是，如果采用DiffServ結(jié)構(gòu)，則在無(wú)中心、分布實(shí)施、拓?fù)漕l繁變化的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，存在如何劃分DiffServ域，如何定義并區(qū)分邊緣節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)，以及如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源分配等問(wèn)題。

1.3 靈活QoS模型

針對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)提出了一種稱(chēng)為靈活QoS模型(flexible QoS model for MANETS，F(xiàn)QMM)的體系結(jié)構(gòu)，該模型類(lèi)似于DiffServ，它將整個(gè)無(wú)線(xiàn)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)定義為一個(gè)DiffServ域，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是邊緣節(jié)點(diǎn)，又是核心節(jié)點(diǎn)，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)為業(yè)務(wù)流的源端時(shí)，該節(jié)點(diǎn)為邊緣節(jié)點(diǎn)，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)作為業(yè)務(wù)流的中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)為核心節(jié)點(diǎn)。FQMM提供了一種稱(chēng)為混合(hybrid)模式的資源分配策略，它既支持IntServ的基于流的資源分配，又支持DiffServ的基于類(lèi)的資源分配，高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)基于流分配資源，低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)流基于類(lèi)分配資源，以減小節(jié)點(diǎn)需保存的基于流的狀態(tài)信息，提高FQMM的可擴(kuò)展性。FQMM還采用自適應(yīng)的業(yè)務(wù)量調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)適應(yīng)無(wú)線(xiàn)鏈路帶寬的變化。

a)FQMM是第1個(gè)針對(duì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS模型，它的主要優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，作自適應(yīng)的業(yè)務(wù)量調(diào)節(jié)(conditioning)，但它同時(shí)還存在如下缺點(diǎn):

1)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既要支持IntServ，又要支持DiffServ，同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可能是邊緣節(jié)點(diǎn)又可能是核心節(jié)點(diǎn)，因此，要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)IntServ和Diff-Serv的相關(guān)功能;

2)對(duì)于混合的資源分配策略，存在高優(yōu)先級(jí)的流和低優(yōu)先級(jí)的流各應(yīng)占多大比例的問(wèn)題.對(duì)低優(yōu)先級(jí)的流，由于采用DiffServ的基于類(lèi)的資源分配策略，因此，在A(yíng)d hoc域內(nèi)，仍存在與DiffServ相似的資源分配問(wèn)題。

b)根據(jù)以上分析得知，已有的QoS體系結(jié)構(gòu)并不完全適合Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合Ad hoc網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)合認(rèn)為，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的QoS體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有下述特點(diǎn):

1)具有業(yè)務(wù)區(qū)分能力，提供定性的QoS支持;

2)開(kāi)銷(xiāo)小，對(duì)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力和處理能力的要求較低，盡量避免基于流的存儲(chǔ)和處理要求;

3)分布實(shí)施，在無(wú)固定設(shè)施的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，任何集中式的算法、機(jī)制都會(huì)增加其實(shí)現(xiàn)的難度和引入較大的開(kāi)銷(xiāo);

4)具有自適應(yīng)能力，即能根據(jù)無(wú)線(xiàn)信道和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，?shí)現(xiàn)自適應(yīng)的資源分配、業(yè)務(wù)量調(diào)節(jié)等功能。

2 動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制

動(dòng)態(tài)QoS保證機(jī)制是一種基于資源預(yù)留的服從綜合服務(wù)模型的方法。資源預(yù)留請(qǐng)求不是針對(duì)某個(gè)固定值，而是規(guī)定了一個(gè)預(yù)約請(qǐng)求范圍，網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通過(guò)對(duì)此請(qǐng)求范圍進(jìn)行判決來(lái)靈活地提供服務(wù)。預(yù)約請(qǐng)求范圍從應(yīng)用能接受的最小服務(wù)級(jí)別到網(wǎng)絡(luò)可以提供的最大服務(wù)質(zhì)量等級(jí)J，各種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體(如路由器)在此范圍內(nèi)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的資源狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)調(diào)整，從而提供了一種在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保障QoS的方法。

2.1 移動(dòng)Ad hoe網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性

a)動(dòng)態(tài)變化的鏈路特性

相比與有線(xiàn)鏈路，無(wú)線(xiàn)鏈路的傳輸特性經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，使得鏈路層特性也隨之改變。通?？梢圆扇煞N方法來(lái)減少鏈路變化對(duì)上層應(yīng)用造成的影響:一種方法是在網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行差錯(cuò)控制;另一種方法是在鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)控制。如果采用第一種策略，鏈路層的性能將變得很差，網(wǎng)絡(luò)層必須進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)和糾錯(cuò)，然而網(wǎng)絡(luò)層很難判斷分組的丟失是擁塞產(chǎn)生的還是鏈路層的性能惡化造成的，并且網(wǎng)絡(luò)層也無(wú)法準(zhǔn)確獲悉當(dāng)前可利用的帶寬，從而難以實(shí)施資源預(yù)留。因此，最好在鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)控制。例如，可以使用簡(jiǎn)單的自動(dòng)請(qǐng)求重傳協(xié)議(ARQ)來(lái)保障數(shù)據(jù)的可靠傳輸。也可以采用一些較復(fù)雜的鏈路層協(xié)議(如自適應(yīng)FEC)，它們能夠根據(jù)鏈路的質(zhì)量自適應(yīng)地實(shí)施差錯(cuò)控制機(jī)制，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)層的延時(shí)和吞吐量與具體的編碼算法和控制機(jī)制相關(guān)。

b)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)特性

Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)可以隨意移動(dòng)，并且移動(dòng)方向和速度都難以預(yù)測(cè)。這一特點(diǎn)會(huì)加劇鏈路的動(dòng)態(tài)變化，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)可能會(huì)隨時(shí)切換到不同的物理媒介上，從而使得可利用的帶寬不斷變化。另外，節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)將會(huì)不斷改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得資源預(yù)留變得更加困難，因?yàn)橘Y源預(yù)留一般要求路徑相對(duì)比較固定。在蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)終端切換時(shí)可以采用提前進(jìn)行預(yù)約的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但是Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性使得這種方法不再適用，并且采用備用路由的方法也只能部分解決這個(gè)問(wèn)題，一種較好的方法是實(shí)施多路徑路由，也就是說(shuō)，資源預(yù)留必須在多條可能的路由上進(jìn)行。但是，這種方法的可擴(kuò)展性較差，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)將很難實(shí)現(xiàn)。

c)應(yīng)用需求的動(dòng)態(tài)變化

在不同的時(shí)間和場(chǎng)合，各種應(yīng)用需求經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化。在固定網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)采用基于策略的接入控制機(jī)制來(lái)決定各種應(yīng)用的要求是否得到滿(mǎn)足。這種方法能夠保證一些用戶(hù)的要求得到滿(mǎn)足，但是不夠靈活，它要么保證用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量，要么完全拒絕用戶(hù)的服務(wù)請(qǐng)求。有時(shí)，這并不是一種很好的策略，特別是對(duì)服務(wù)提供商而言。一種可選的策略是盡可能滿(mǎn)足更多用戶(hù)的接入要求，同時(shí)為這些用戶(hù)提供能夠接受的服務(wù)質(zhì)量。為此，網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用需要通過(guò)某種方式來(lái)交互網(wǎng)絡(luò)可利用的帶寬和應(yīng)用能夠接受的服務(wù)質(zhì)量級(jí)別等相關(guān)信息，從而實(shí)施合理的接入控制機(jī)制。

2.2 動(dòng)態(tài)預(yù)約機(jī)制

為了解決動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)特性引起的問(wèn)題，通過(guò)允許資源預(yù)約請(qǐng)求規(guī)定一個(gè)范圍而不是一個(gè)確定值來(lái)實(shí)施資源預(yù)留。為了實(shí)現(xiàn)方便，該機(jī)制采用基于業(yè)務(wù)類(lèi)的排隊(duì)策略和受控負(fù)載模型。此時(shí)，平均數(shù)據(jù)率是實(shí)施資源管理的關(guān)鍵因素之一，可以將數(shù)據(jù)速率的范圍定義為(rmjn—rmax)，其他的參數(shù)也可以進(jìn)行相應(yīng)地規(guī)定。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源變化時(shí)，動(dòng)態(tài)QoS機(jī)制可以在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整資源的分配。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在大量的業(yè)務(wù)流時(shí)，這種機(jī)制將盡量使更多的業(yè)務(wù)流獲得預(yù)約范圍之內(nèi)的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量，而不是完全拒絕。如果采用的服務(wù)模型不是受控負(fù)載模型，例如要在確保服務(wù)模型中保證較小的分組丟失率，此時(shí)輸出緩存器的大小將成為資源管理的關(guān)鍵因素，因此可以將令牌桶深度作為預(yù)約請(qǐng)求中的可變參數(shù):如果需要為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供QoS，時(shí)延可能成為最重要的參數(shù)。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化模型的實(shí)現(xiàn)，可以采用使某個(gè)參數(shù)在特定范圍內(nèi)變化，而保持其它參數(shù)不變的方法，通過(guò)調(diào)整可變的參數(shù)來(lái)滿(mǎn)足其它參數(shù)的要求。例如，可以通過(guò)限制業(yè)務(wù)流的平均速率來(lái)確保有足夠的帶寬用于傳輸突發(fā)業(yè)務(wù)流，從而滿(mǎn)足傳輸時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)的要求。

2.3 動(dòng)態(tài)資源預(yù)留協(xié)議(DRSVP)

一種簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)QoS保障［3］方法可以通過(guò)擴(kuò)展RSVP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，但需要對(duì)RSVP作如下改動(dòng):

1)在RESV消息中增加額外的流規(guī)范(flowspec)，并且在PATH消息中相應(yīng)地增加業(yè)務(wù)類(lèi)型規(guī)范(tspee)，用于描述業(yè)務(wù)流量的資源請(qǐng)求范圍;

2)在RESv消息中增加一些測(cè)量規(guī)范來(lái)使上游節(jié)點(diǎn)可以了解下游鏈路的資源狀況;

3)增加預(yù)約通知消息，用于上游節(jié)點(diǎn)向下游節(jié)點(diǎn)通知資源狀況;

4)對(duì)接入控制進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)使其能夠處理具有一定帶寬范圍的預(yù)約;

5)設(shè)計(jì)一個(gè)帶寬分配算法來(lái)為那些被允許接入的流分配帶寬，并且需要考慮各個(gè)流的預(yù)約請(qǐng)求范圍以及各自的上下游帶寬瓶頸。

3 具有QoS能力的中間適配機(jī)制

Ad hoe網(wǎng)絡(luò)［4］中另一種提供QoS保障的策略是采用帶有中間適配件的網(wǎng)絡(luò)框架來(lái)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)性能的變化。這種方法考慮了網(wǎng)絡(luò)的性能和端到端的資源狀況，可以向應(yīng)用提供有用的信息用于重新配置，從而使系統(tǒng)獲得最優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量。

3.1 QoS中間適配層框架

在性能經(jīng)常發(fā)生變化的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，多個(gè)應(yīng)用需要共享和競(jìng)爭(zhēng)可用的系統(tǒng)資源，因此它們需要自適應(yīng)地動(dòng)態(tài)調(diào)整各自的資源需求。為了優(yōu)化應(yīng)用層感知的QoS性能，可以設(shè)計(jì)一種中間適配層來(lái)適應(yīng)下層網(wǎng)絡(luò)和端系統(tǒng)資源的動(dòng)態(tài)變化。它的目標(biāo)有兩個(gè):一是提供具有QoS保障的傳輸層機(jī)制并且能夠?qū)Σ煌牧鞑捎貌煌恼{(diào)度策略;二是通過(guò)使用一個(gè)控制模型，網(wǎng)絡(luò)能夠向應(yīng)用層提供相關(guān)的QoS信息來(lái)優(yōu)化應(yīng)用層的業(yè)務(wù)性能。一種簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)框架由一個(gè)傳輸控制器和應(yīng)用控制器構(gòu)成。前者用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)可靠的傳輸層并向網(wǎng)絡(luò)層提供反饋信息，同時(shí)它還可以通過(guò)一個(gè)分組調(diào)度器來(lái)適應(yīng)多種業(yè)務(wù)流對(duì)QoS的要求，并能夠靜態(tài)復(fù)用業(yè)務(wù)流來(lái)適應(yīng)帶寬的變化。在傳輸控制器的上層，應(yīng)用控制器被用來(lái)優(yōu)化應(yīng)用層QoS的性能，并提供相應(yīng)的QoS信息來(lái)重新指配應(yīng)用層的通信行為。

3.2 中間件QoS適配器

目前，應(yīng)用層的自適應(yīng)機(jī)制不能維持某些全局特性(如公平性)，并且操作系統(tǒng)的資源管理機(jī)制也無(wú)法了解應(yīng)用層數(shù)據(jù)的語(yǔ)義。中間件QoS適配器I可以通過(guò)動(dòng)態(tài)控制和重新指配多媒體業(yè)務(wù)的相應(yīng)參數(shù)和特性來(lái)提高QoS自適應(yīng)機(jī)制的效率和準(zhǔn)確程度。這就要求大量的分布式應(yīng)用能夠適應(yīng)端到端QoS的變化。首先，它們能夠接受和容忍一定范圍內(nèi)的資源限制，并且可以隨著可用資源的變化來(lái)改變業(yè)務(wù)性能;其次當(dāng)需要降低QoS時(shí)，它們可以犧牲一些對(duì)QoS不太敏感的參數(shù)來(lái)確保敏感參數(shù)的質(zhì)量。QoS適配器主要在兩個(gè)方面起作用:系統(tǒng)級(jí)(如操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)和應(yīng)用級(jí)。前者主要強(qiáng)調(diào)全局參數(shù)，如公平性和資源利用率;而后者更加重視與應(yīng)用層相關(guān)的語(yǔ)義，如視頻流的幀速率和視頻跟蹤的準(zhǔn)確度等，目標(biāo)是盡量不降低業(yè)務(wù)的性能。需要強(qiáng)調(diào)的是，在A(yíng)d hoe網(wǎng)絡(luò)中不可能實(shí)現(xiàn)確保的QoS，因?yàn)檫@將對(duì)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)模式、節(jié)點(diǎn)的密度和分布做出相應(yīng)要求，違背了Ad hoe網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的初衷。

4 提供QoS保障的MAC協(xié)議

4.1 Ad hoe網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議［5］

Ad hoe網(wǎng)絡(luò)能否得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵是發(fā)展合適的MAC協(xié)議，這種MAC協(xié)議必須是分布式的，能夠高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并且可以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的0要求。MA C協(xié)議解決分組沖突的方法一般是延時(shí)重發(fā)，延時(shí)策略可以采用二進(jìn)制指數(shù)退避(BEB)算法和乘法增加線(xiàn)性減小(MILD)算法等，但是退避策略不能為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供QoS保證。

近年來(lái)，提出了各種MAC機(jī)制用來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和增強(qiáng)QoS。例如多址訪(fǎng)問(wèn)沖突避免(MA CA)協(xié)議。利用RTS和CTS來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，因?yàn)橹挥休^短的控制分組而不是數(shù)據(jù)分組會(huì)發(fā)生沖突。組分配多址接入(GAMA)是一種用于提供QoS保證的MAC協(xié)議。該協(xié)議中，一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)階段通過(guò)使用RTS和CTS對(duì)話(huà)為隨后的無(wú)競(jìng)爭(zhēng)階段預(yù)留帶寬，并且一個(gè)在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)階段傳送的分組可以為下一個(gè)循環(huán)周期預(yù)留帶寬。多址接入/分組預(yù)留(MACA/PA)類(lèi)似于GAMA，但是要求在無(wú)沖突階段發(fā)送一個(gè)ACK來(lái)通知相鄰的節(jié)點(diǎn)，以便在下一個(gè)循環(huán)到來(lái)時(shí)獲得下一個(gè)分組。這些機(jī)制與純粹的CSMA機(jī)制不同，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)可以基于分組中攜帶的預(yù)約請(qǐng)求來(lái)獲得信道的狀態(tài)信息。

4.2 支持QoS的MAC協(xié)議［6］

這種MAC協(xié)議的目標(biāo)是在A(yíng)d hoe網(wǎng)絡(luò)中使共享媒體的各個(gè)節(jié)點(diǎn)能在盡量不影響其他節(jié)點(diǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)自身的QoS要求。這是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，例如，節(jié)點(diǎn)I是節(jié)點(diǎn)J和節(jié)點(diǎn)K的鄰居，但是J和K不能直接進(jìn)行通信，所以它們彼此不知道對(duì)方的QoS要求，但是它們可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)I來(lái)影響對(duì)方。所有的節(jié)點(diǎn)可以廣播它們的最大帶寬要求，因此所有的節(jié)點(diǎn)都可以知道其鄰居節(jié)點(diǎn)的帶寬要求，從而可以實(shí)現(xiàn)一種在鄰居節(jié)點(diǎn)間分配信道接入時(shí)間的分布式算法。協(xié)議具體描述如下:協(xié)議中定義了一個(gè)循環(huán)周期，它由最大可能數(shù)量的時(shí)隙組成(由節(jié)點(diǎn)數(shù)量和分布決定)。在每個(gè)周期的開(kāi)始，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道其鄰居節(jié)點(diǎn)的帶寬要求，并且能夠根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬要求在鄰居節(jié)點(diǎn)之間分配相應(yīng)的時(shí)隙。由于所有的節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行相同的算法并且交換相似的信息，從而可以知道哪個(gè)節(jié)點(diǎn)將會(huì)占用哪個(gè)時(shí)隙。節(jié)點(diǎn)占用時(shí)隙的順序可以通過(guò)它們廣播帶寬請(qǐng)求時(shí)分組中攜帶的IP地址來(lái)決定，同時(shí)為了獲得較好的公平性，占用時(shí)隙的順序可以在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)進(jìn)行輪換。在每個(gè)周期的最后可以留出一段時(shí)間用于節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)接入，這段時(shí)間通常被用來(lái)傳送盡力而為分組，還可以用來(lái)交換各種控制信息，同時(shí)新加入的節(jié)點(diǎn)也利用這段時(shí)間來(lái)廣播帶寬請(qǐng)求。只有當(dāng)業(yè)務(wù)量參數(shù)發(fā)生變化或者現(xiàn)有路徑不能滿(mǎn)足帶寬要求時(shí)，節(jié)點(diǎn)才會(huì)重新廣播帶寬請(qǐng)求信息。更新后韻信息將被用于下一個(gè)循環(huán)周期進(jìn)行時(shí)隙的分配。由于知道占用的時(shí)隙和總流量，節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)一種連接允許接納控制算法來(lái)接受或拒絕收到的業(yè)務(wù)流。此外還可以在協(xié)議實(shí)現(xiàn)時(shí)賦予實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)更高的優(yōu)先級(jí)并且確保無(wú)沖突的傳送，從而保證較低的時(shí)延。這些方法的采用，將會(huì)在一定程度上保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和一些特殊業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

固定有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的QoS保障問(wèn)題經(jīng)過(guò)多年的研究，已經(jīng)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和方法，但是這個(gè)問(wèn)題仍然沒(méi)有得到很好的解決。相比與固定有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種動(dòng)態(tài)變化的基于無(wú)線(xiàn)信道的自組織網(wǎng)絡(luò)。它的QoS保障問(wèn)題更加復(fù)雜和難以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，它的研究仍是一個(gè)開(kāi)放的熱點(diǎn)問(wèn)題。由于A(yíng)d hoc網(wǎng)絡(luò)具有一些優(yōu)良的特性，特別是它能夠滿(mǎn)足部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)通信、搶險(xiǎn)救災(zāi)以及應(yīng)付突發(fā)事件等場(chǎng)合，近年來(lái)得到日益廣泛的關(guān)注和重視。但是由于A(yíng)d hoc網(wǎng)絡(luò)中QoS保障問(wèn)題自身的固有難度，學(xué)術(shù)界至今沒(méi)有取得突破性進(jìn)展。本文主要從不同的角度比較分析了各種QoS解決策略，總結(jié)了近年來(lái)取得的一些成果，這些成績(jī)將會(huì)積極地推動(dòng)今后的研究工作，但是真正實(shí)現(xiàn)比較滿(mǎn)意的QoS保障機(jī)制還需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐。

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