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| Himansha沙玛1约根德拉Kumar耆那教徒的2网站的创始人Geetika s Pandey,3 部门C.S.E, Samrat Ashok技术研究所,Vidisha,议员、印度 |
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作为无线通信获得了声望,重要的研究一直致力于支持实际发行严格的服务质量(QoS)的传输无线应用程序的要求。同时,无线自组网,集成了移动自组网(manet)已经被证明是无线通信的一个更好的选择。由于manet的带宽约束和动态拓扑,支持的服务质量(QoS)是具有挑战性的任务。提出了一个简单,但有效的方法对节点马奈以分布式方式计算其可用带宽。根据这个值,为马奈介绍了QoS预约机制,允许带宽分配在每个流的基础上。这允许节点选择可能的交换数据传输速率最高,独立地为每一个邻居。我们的机制不仅保证特定的QoS级别,但也自然更平均地分配交通网络节点之间(即负载平衡)。分析的适用性建议的机制在主动和被动路由协议,和扩展需要时就提出了这样的协议以提高ad hoc网络。
关键字 |
| 无线自组网,预约机制,QoS,马奈,CAC。 |
介绍 |
| 移动Ad Hoc网络(MANET)是一家集移动节点通过无线媒体互联。提出了几种协议管理多个访问共享无线介质在马奈,IEEE 802.11是最实现的协议。有无线一个¢boomA¢,即。,the development of mobile wireless devices that is more and more powerful and cheaper at the same time. The convergence between these two realities (new applications, mainly real-time multimedia applications and the wireless world) are the focus of many researchers. Differently from infrastructure wireless networks, where a fixed network access point is responsible for intermediating every communication that takes place in the network, an Ad-hoc Wireless Networks node should somehow dynamically discover to which nodes it is able to communicate directly (its neighbors) and how to reach nodes to which it cannot communicate directly (nodes that are not in its transmission range). Nodes in such a network should cooperate in order to allow communication to take place. They should act as hosts and routers at the same time, so that whenever a node is not able to directly reach another one, data flows through intermediate nodes until it reaches the destination. Thus- “Ad-hoc wireless networks are self-creating, self organizing and self-administrating networks.” |
 |
| 应用程序的几个例子: |
| 一。一群朋友可以建立一个短期网络交换数据。 |
| b。一群消防员可能部署网络交流彼此在一个区域,是完全摧毁了(没有基础设施)。 |
| c。传感器可能会传播乘飞机在森林或农场,他们可能会自发地建立一个网络,这样从每个传感器测量可以获得。 |
| d。一个军事单位可能部署在战场上这样一个网络,因为他们无法依靠敌人的通讯基础设施。 |
| e。空间操作、海底操作等。 |
背景 |
| 网络被定义为一群人或系统或组织倾向于为他们的商业目的共同分享他们的信息。在计算机术语的定义网络是相似的一组计算机逻辑连接共享信息或服务(如打印服务,多任务,等等)。最初的计算机网络开始作为共享文件和打印机的必要性,但后来这已经从特定的工作文件和打印机共享的应用程序共享和业务逻辑共享。进行进一步Tanenbaum[1]将计算机网络定义为一个系统的计算机之间的通信。这些网络可能是固定的(打电报,永久)或暂时的。移动自组网(MANET)是一个基础设施减少移动节点的集合,可以任意改变自己的地理位置,这些网络动态拓扑带宽受限的无线连接组成的。 |
| 马奈节点配备无线发射器和接收器。在给定的时间根据节点的位置和他们的发射机和接收机覆盖模式和传动功率水平,一个无线连接的形式随机,多跳图或自组网节点之间的存在。这个特别的拓扑可能会改变随着时间的推移,节点移动或改变他们的传输和接收参数[2]。 |
| 路由是移动的行为信息从源到目的地的互联网络。在这个过程中,至少有一个遇到互联网络中的中间节点。计算机科学这个概念并不新鲜,因为路由是网络在1970年初的使用。 |
| 路由的概念主要包括,两个活动:首先,确定最优路由路径,其次,将通过互联网络信息组织(称为包)。 |
| 路由主要分为- |
| 一个静态路由。 |
| b。动态路由 |
| 静态路由是指表示手动或静态路由策略,在路由器。静态路由维护路由表通常由一个网络管理员写的。路由表不依赖于网络状态的状态,即目的地是否活跃。 |
| 动态路由指的是路由策略,是学习的内部或外部路由协定。本路由主要取决于网络的状态即。,the routing table is affected by the activeness of the destination. The primary challenge in building a MANET is equipping each device to continuously maintain the information required to properly route traffic. MANETs are a kind of wireless ad-hoc network. There are two types of routing presents- |
| 一。被动路由 |
| b。主动路由 |
| 随着网络拓扑是动态路由协议需要网络支持的功能。这些协议可以大致分为- |
| 等)主动路由协议DSDV, FSR, WRP, CGSR, GSR等等。 |
| b)按需路由协议(如安全域,AODV、托,ABR等等。 |
| 这些路由协议是必要的提高QoS支持manet的能力。QoS能力提供不同的优先级不同的应用程序,用户或数据流。任何QoS机制的一个基本要求是一个可测量的性能指标。 |
| 典型的QoS指标包括可用带宽、丢包率、延迟,估计包抖动,跳数和路径的可靠性。实现全球效率QoS需求的端到端带宽预订是一项非常具有挑战性的任务。 |
| 问题陈述: |
| 流动性:可能有不同的节点随机移动的速度和方向增加了复杂性的大多数常见的网络问题如寻址、路由和服务质量(QoS)的支持。 |
| 这种类型的专用无线网络节点移动也被称为移动ad hoc网络(manet)。 |
| 动态变化的拓扑结构:移动节点可以互相独立活动使得网络拓扑结构在不断的变化。节点故障、恶劣的信道条件和干扰也可能导致时变拓扑。一个节点可以体验一个会话期间拓扑变化频繁。 |
| 带宽限制:由于信道条件很差与有线网络相比,交通拥堵可以很容易发生这样的网络。 |
| 能源约束:许多节点的一部分,这种网络可以依靠电池,如果是这样的话;储蓄力量是一个重要的问题 |
| 可伸缩性:解决方案不应引入过多的开销为了维护网络的可扩展性。主要是由于不断变化的网络拓扑、带宽和能源约束,这个问题更有挑战性等网络[4]和[5],[6][7],[8]。 |
文献调查 |
| 尽管许多提案已发表在过去的几年里,仍然有大量的开放在临时无线网络QoS提供有关的问题。提出了不同的方法试图提高这类网络的可靠性,虽然临时无线网络与有线网络在许多方面我们看到在我们的讨论。 |
| 路由: |
| 无线通信已经遍布世界在过去几年。大多数商用无线设备是基于IEEE 802.11标准的家庭。他们中的大多数,比如802.11 b, 802.11, 802.11 g,最近,802.11 n允许使用不同的传输速率。应该使用哪个传输速率的选择取决于无线介质条件。越信道质量,应该使用更强大的代码,因此,实现传输速率越低。因为信道质量直接关系到节点之间的距离,我们可以这样说,通常情况下,两个节点间距离越近,它们之间所使用的传输速率就越高。 |
| 汽车的速度后退(ARF)协议: |
| 汽车的速度后退(ARF)协议是第一个来处理这个问题。在朗讯波LAN-II实现的无线网卡,发送方增加(或减少)在未来使用的传输速率传输基于以往的成功(或失败)。 |
| 在东盟地区论坛 |
| 更新速度取决于收到ack。来源。 |
| b。降低传输速率是否没有收到ack。 |
| c。提高传输速度如果计时器到期的10连续收到ack |
| 优势 |
| 使用ARF的优势是,收音机可以切换传输速率可以利用这种潜力应对不利的信道环境。 |
| 劣势: |
| 。如果信道条件变化非常快,它不能适应选择性。b。如果信道条件不改变,或者改变很慢,它将尝试使用更高的利率每10成功传输数据包;这提高了传输的尝试,从而降低了应用程序吞吐量。 |
| 基于接收机自动率(RBAR)协议: |
| 基于接收机自动率(RBAR)协议,基于信号噪声比(信噪比)测量。接收方通道的质量措施当接收请求发送消息(RTS)并选择适当的利率在这些条件下使用。然后通知发送方用于数据传输速率通过清除发送消息(CTS)。 |
| 使用RTS / CTS。选择率 |
| 每个包的选择 |
| 选择b。使我的目的地 |
| )噪声在接收机端决定接收数据包的能力 |
| b)接收器有更多然后发送者的信息 |
| c)传输估计数据可以是昂贵的 |
| 在802.11 c。实现了与一些细微的修改 |
| 一)贴现 |
| RTS / CTS |
| b)导航 |
| c)数据包报头 |
| 优势: |
| 估计更准确 |
| 一)基础上更完整的信息 |
| b)更接近实际的传输 |
| b。可以实现为802.11 |
| 劣势: |
| 。每个接收机中使用的阈值机制选择最好的利率需要计算信噪比阈值基于先验通道模型。b。该算法假设给定包可在接收机的信噪比,这是不真实的。c。RTS / CTS协议是必需的,即使没有隐藏节点存在。d。RTS的解释和CTS帧和数据帧的格式不兼容802.11标准。因此,RBAR无法部署在现有的802.11网络。 |
| 传统路由协议,如特别按需距离矢量(AODV)或优化的链路状态路由协议(OLSR),通常选择这样的道路,啤酒花的数量最小化导致长期的选举在短程的链接。如果当选,短程链接虽然跳的数量将会增加,可以使用更高的传输速率,可以显著提高网络的整体性能[4]和[7],[8]。 |
| 在主动路由协议(如OLSR),这个问题的解决方案非常简单。因为每个节点知道(几乎)整个网络拓扑结构,信息链接率足以选择一个有效的路径。作者提出一个路由度量,能够最大限度地实现吞吐量在选择路径。然而他们只实现它积极的协议和任何进一步的评论如何这样做活性协议。 |
| 活性协议(如AODV)没有任何以前的网络拓扑信息;他们选择他们的路线,大量的网络路由请求消息试图到达目标节点[4]和[2]和[9]。 |
| 观察到活性路由可以提供更好的响应不断变化的移动自组网的拓扑结构,同时监测1-hop附近可能改善路由决策,不应该成为一个问题,即使流动并非如此之低。 |
| Reservation-based方法: |
| 由于共享媒体和干热的多次反射特征,众所周知,它的容量可以出奇地低。因此,堵塞可能容易发生,引发的损失和高的端到端延迟。为了避免拥挤,预订工作机制一起连接允许控制(CAC)似乎是一个合理的解决方案。然而,大多数的QoS方法发现在文学芒不使用保留。原因之一是很难确定一个节点的可用带宽。这需要决定是否有足够的资源来适应一个新的连接[4]和[6],[8]。 |
| CAC是计算机网络中最重要的功能之一,它提供了保证QoS。实用的CAC算法的一个重要方面是,它必须依赖的信息可在计算机网络的QoS框架。应该注意的是,这些信息是有限的。限制是尤其有效的假设DiffServ框架将在不久的将来最有可能主导互联网[11]。大多数以前的研究描述了如何集成在AODV和OLSR预定方案,特别的路由协议。 |
提出技术 |
| 为了避免传播RREQs数量的增加在网络上,我们建议每个节点不仅跟踪他们的1-hop社区(已经完成了大部分现有的特殊路由协议通过定期交换你好消息),而且这些邻居的拓扑。这意味着一个节点应该知道其邻国之间存在的联系。一旦意识到一个节点的拓扑1-hop街区,RREQ / RREP过程可以发生微小的变化。RREQ当一个节点接收和处理,可能计算最佳路径(吞吐量)向他RREQ发送消息的节点或向任何其他节点的路径(如果它不是更有效的通过前面的节点)。计算这部分的路径后,完整的路径信息更新RREQ的消息和重播。当第一个RREQ到达目的地,发送RREP后的源路径记录在请求。 |
| 路由发现过程: |
| 路由发现过程的工作原理如下: |
| a。源节点广播RREQ消息1-hop邻国。b。每个节点接收RREQ消息计算最大吞吐量(最低成本)路径RREQ通过最后一个节点。c。它计算节点包括最大吞吐量路径RREQ消息中通过引入节点的IP地址和当前节点之间一起上一个环节的成本从一个节点到另一个地方。d。最后,RREQ到达目的节点时,它回答RREP应该遵循的路径包括RREQ,代表最大吞吐量的路径从源到目的地。 |
| 这个过程大大减少网络中的RREQs,避免更多的碰撞的概率在同一RREQ的副本,因此,提高系统的整体性能。 |
| Reservation-based机制: |
| 在过去几年,临时无线网络(芒)捕获的研究团体的关注。他们所提供的灵活性和节约成本,因为不需要任何基础设施部署芒,是最具吸引力的这种技术的可能性。然而,随着灵活性,很多问题出现由于坏的质量传输媒体,资源的稀缺性,等。自实时通信将共同在干热,有越来越动机引入服务质量(QoS)在这样的网络。然而,许多干热的特点使QoS提供一个困难的问题。 |
| 目标的机制: |
| a。首先保留网络路径,有足够的资源来满足QoS要求。 |
| b。实现全球资源利用的效率。 |
| 在我们的帮助下,我们提出一个简单的机制,但有效的方法来计算节点在干热的可用带宽。我们使用这个方法来提出一个基于预订QoS机制。我们的建议不仅保证特定的QoS级别,但也自然更平均地分配交通网络节点之间(即负载平衡)。 |
| 预订的可用带宽: |
| 的可用带宽估计是一项基本操作QoS提供[12]。这个操作是非常困难的因为近似承认网络的状态和节点的随机移动。安,这种机制通常是放置在MAC层允许源估计可用带宽量。这个估计必须考虑到节点的移动性,干扰所造成的不同的传输和隐藏的问题。可用带宽量必须永久更新特别是在拥堵,建立重复或接待acquittement (DUPACK)。可用带宽可以被定义为我们能传输的最大吞吐量(两个节点之间),而不中断流传输的特设网络。这个词不能与A¢混淆链接能力”代表的最大吞吐量,可以尝试这个链接,或与¢不可用链接能力”。入学需要知识的可用带宽量控制;基于QoS的路由、流管理和资源预订[13]。 |
| 定量,我们定义的可用带宽机制:我们假设BW (bps)是在节点上的总带宽数量。最大可用带宽量在一个节点可以定义这个函数(1): |
| 马伯(i) = BW (i) - x (i)和(j)€倪x (j)……。(1) |
| 地点:BW (i) =总带宽的节点上, |
| x (i) =使用带宽的节点上, |
| x (j) =使用带宽的节点j |
| 邻居节点的我, |
| 我和节点j =邻居节点 |
| 倪=我的节点。 |
| 链接(i, j),可用带宽表示通过以下表达式(2): |
| AB (i, j) =分钟{马伯(i), MAB (j)}……………。(2) |
| 路径p = (S, i, j…k, D),年代:来源、D:目的地和我,j…k中间节点;我们的最大可用带宽保证的路径是由公式(3): |
| 马伯(p) =分钟{马伯(受到打击还得追溯到),MAB (i, j), MAB (k, D)}…。(3) |
| 由于共享媒体和干热的多次反射特征,众所周知,它的容量可以出奇地低。因此,堵塞可能容易发生,引发的损失和高的端到端延迟。为了避免拥挤,预订工作机制一起连接允许控制(CAC)似乎是一个合理的解决方案。 |
| 连接允许控制——¢的一组连接的网络呼叫建立期间phaseA¢。CAC是计算机网络中最重要的功能之一,它提供了一个保证QoS。CAC的目的是决定是否应该接受或拒绝传入的连接节点的基于网络提供预订服务,以维护保证QoS。在本文中,我们使用适应路由节点的基础价值结合连接允许控制(CAC)。我们用以下原因——使用这种机制 |
| 所使用的几乎所有的分组交换网络 |
| b。网络上的路由决策变化条件变化 |
| 失败 |
| 交通拥堵 |
| c。需要信息网络 |
| d。决策更加复杂 |
| e。网络信息质量和开销之间的权衡 |
| f。反应过快会引起振荡 |
| g。过于缓慢有关 |
| 适应的优势路由: |
| 一个改进的性能。 |
| b。援助拥塞控制 |
| 我们同时采用OPNET网络仿真方案的执行Modeler 14.0证明方案的实际效率。一样的物理参数考虑数学建模。FSM的建模的步骤(有限状态机)的算法如下: |
| ,初始化所有节点下面规格-数据包大小= 1024位(指数)Interarrival时间= 1秒(指数)网络的节点数量= 20 |
| b。生成随机随机延迟后目的地址。 |
| c。测量延迟、可靠性、带宽和节点的可动性。 |
| d。将所有测量参数和定义通过新的¢节点meritA¢。 |
| e。现在的包和目的地地址——计算路线,至少必须存在 |
 |
| g。这些计算路线列表中添加和价值分配的节点集 |
| 与1和0)丢弃路径值。 |
| b)如果值是1,那么丢弃其他路线选择路线进行进一步的处理。 |
| h。3600秒重复这一过程,计算总平均延迟,交通,交通。 |
绩效评估 |
| 一旦提出基于QoS的预订的路由方法的概念已被完全定义,就需要检查他们的可行性和评估他们的好处。这里使用仿真分析对该方案进行评估。本节的目标是提供仿真模型及其结果的主要方面。 |
仿真设置: |
| 同时采用OPNET建模仿真软件是14.0。同时采用OPNET仿真一个包包含三个主要的图形编辑器,网络编辑节点编辑器和流程编辑器。这三个编辑共同提供各种模拟环境。开发语言是c,它提供了各种工具箱设计、模拟和分析网络拓扑。我们使用马奈的工具箱来模拟假设的特设网络。此外,我们还可以设置参数特定于路由算法[15]。 |
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| 两个类别的参数被认为是在我们的研究中:输入参数和输出参数。这些参数如下: |
| 输入参数:包括: |
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| 输出参数: |
| 服务质量(QoS)标准: |
| 我们三个重要性能指标进行评估: |
| 包交货率:数据包送到目的地的比值与生成的CBR或ftp资源。 |
| 平均端到端延迟:平均端到端延迟相关数据包送到目的地。 |
| 路由负载:给路由数据包的数量超过收到的数据包的数量。每个路由数据包发送或转发移动计算。 |
| 吞吐量:成功的消息传递的速率通信通道。这些数据可能被交付在一个物理或无线频道,通常以每秒位数(位/ s或个基点),有时在数据包。 |
| 包丢失:错过了到达目的地的数据包数量。 |
| 仿真结果: |
| 在这个小节中,我们试图表明,基于我们的预订的路由机制,提供的性能总是优于先前的研究工作。现在我们在安全域之间的比较的基础上,提出了图AODV和提出的协议。 |
| 在这里,我们看到, |
| 一个协议。我们发送相同的交通。 |
| b。在我们的提议得到流量大于安全域和AODV协议。 |
| c。在我们的提议在AODV协议延迟大于安全域但减少。 |
| 比较而言,延迟: |
| 端到端延迟:它指的是数据链路的容量(位/秒)和端到端延迟(以秒为单位)。因此,一个以位或字节的数据量,相当于“空气”的数据量在任何给定的时间,即传播但未收到的数据。 |
| 图5显示了现有协议的平均延迟域的红线和AODV蓝线)和提出技术如绿线。随着模拟时间的平均延迟小于与安全域和AODV协议进行比较。因为我们申请预约机制与CAC一起,所以所有的链接都是完善和能力很好,因为这个原因延迟降低和拥塞避免。 |
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| 比较而言,流量发送和接收: |
| 图6和图7描述现有的平均数据包发送和接收数据包协议域的红线和AODV蓝线)和提出技术分别为绿线。随着仿真时间包传输(发送)提出技术一样安全域和AODV。但是接收到的数据包(目的地)提出技术大于安全域和AODV。由于我们机制总下降率降低,所以收到流量增加,因为这个吞吐量也在增加。 |
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结论和未来PROSPECTIVES |
| 论文的主要贡献是反应特别的无线网络的路由机制。这种机制的整体性能提供了一个很好的增强活性在ad hoc网络路由机制。在这样一个网络,通常传统路由机制减少啤酒花的数量,导致线路由长范围内,因此低吞吐量,链接。我们预订的基础机制提供了一个简单的和非常有效的方式使用传输速率作为路由度量没有显著增加信令消息的开销。先前的提议非常低效,大大增加信令消息的数量,有时甚至会导致性能下降相比,传统的路由协议。虽然我们使用传播率作为路由度量,我们的机制也可以使用许多其他指标,如平均延迟,连接稳定,流动性或可用带宽。 |
| 面向未来的工作是研究预订恢复机制和现有机制来免费预订,当链接断了和松散的联系。 |
引用 |
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