無線移動自組織網(wǎng)絡QoS路由協(xié)議研究.pdf

1、QoS(服務質(zhì)量)路由協(xié)議是無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務應用的關(guān)鍵問題，但是到目前為止，Ad Hoc網(wǎng)絡中的QoS路由算法還難以滿足實際應用的需求，存在著不少期待解決的問題。本文在深入分析、研究現(xiàn)有的QoS路由協(xié)議和多播路由協(xié)議的基礎上，針對Ad Hoc網(wǎng)絡的QoS模型、QoS信令、多QoS、Steiner多播樹和分簇算法等問題，重點深入研究了自適應分簇多播路由協(xié)議、多QoS多播路由協(xié)議和基于混合遺傳算法的多QoS多播路由

2、算法的智能優(yōu)化等問題。
　　 本文的主要研究工作及創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 1.無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡的QoS系統(tǒng)的研究。
　　 從無線移動Ad Hoc網(wǎng)絡的基本概念入手，本文首先介紹了Ad Hoc網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)及協(xié)議棧結(jié)構(gòu)；然后重點研究了Ad Hoc網(wǎng)絡的QoS模型、QoS信令；接著詳細分析、比較了幾種典型的QoS路由協(xié)議的優(yōu)缺點；最后對著名的網(wǎng)絡仿真平臺NS2的工作原理進行了簡要的介紹。
　　

3、 2.提出了一種自適應分簇多播路由協(xié)議ACMRN。
　　 QoS多播路由協(xié)議是Ad Hoc網(wǎng)絡中網(wǎng)絡層的一個重要組成部分，它的主要目標是尋找一棵能夠滿足QoS約束條件的最優(yōu)多播樹，使得網(wǎng)絡在滿足數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS需求的同時，可以提高并改善有限的網(wǎng)絡資源的使用效率。本文在研究各種多播路由協(xié)議的基礎上，發(fā)現(xiàn)它們存在著不同程度的局限性。有的只適合于平面結(jié)構(gòu)型的小規(guī)模Ad Hoc網(wǎng)絡；而有的則只適合于分層拓撲結(jié)構(gòu)型的大規(guī)模網(wǎng)絡；有的在多

4、播樹的組建上始終得不到最優(yōu)問題解等。針對這些問題，本文首先設計了一種分簇路由算法EWCRA，接著設計了一種基于Steiner樹的最優(yōu)化的多播路由樹構(gòu)造算法NOST，最后結(jié)合這兩種算法提出了一種自適應分簇多播路由協(xié)議ACMRN。實驗表明，ACMRN協(xié)議的性能優(yōu)于同類路由協(xié)議。
　　 3.設計了一種多QoS多播路由協(xié)議MQMRP。
　　 本文深入研究了多QoS模型和多目標的線性規(guī)劃問題，在ACMRN協(xié)議基礎上設計了一種多Qo

5、S多播路由協(xié)議MQMRP。它對多QoS目標進行線性優(yōu)化，能根據(jù)實際數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS要求自適應建立最優(yōu)的NOST多播樹，在路由維護過程中采用靈活的剪枝操作和資源預留機制。仿真實驗表明，MQMRP的分組投遞率高，時延和路由開銷卻相對較低。
　　 4.建議了一種基于混合遺傳算法的多QoS多播路由協(xié)議MQMFGA。
　　 遺傳算法是一種影響廣泛的生物進化計算方法，它的強有力的隨機搜索與優(yōu)化能力對于求解NP完全問題有很大的幫助。本

6、文深入研究了各種生物智能優(yōu)化算法的工作機制，設計了一種新的基于遺傳算法的多目標約束的最短路徑算法MQGASP；為了進一步解決多播樹的智能優(yōu)化問題，又提出了一種新的基于遺傳算法的多QoS約束的多播樹的生成算法CMSTGA；最后結(jié)合這兩種算法建議了一種基于混合遺傳算法的多QoS多播路由協(xié)議MQMFGA。模糊選擇策略及禁忌搜索算法確保MQMFGA能收斂到全局最優(yōu)解，搶先式的路由維護機制使得它的路由穩(wěn)定，能量消耗少，分組投遞率高于同類路由協(xié)議。