無線Ad Hoc網絡跨層QoS保證的方法與應用探析
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3．3 消息控制協(xié)議
消息控制協(xié)議的目的是期望可以用一種優(yōu)化和組織得當的方法來保證密集的消息，同時通過不同的層，從而達到高效率并避免沖突?？梢砸訧CMP中的消息產生和讀取的機制為基礎。一般，每當層中有參數發(fā)生重大變化，這個層將產生一個帶有l(wèi)ayer-specific參數的消息。在協(xié)議里，函數調用用來設置和取得參數，系統(tǒng)調用則用來讀取消息。特別的，層間實際互操作依賴于任務并且在協(xié)議中有詳細描述。
本文所提出的跨層設計方法是一種框架，能使用在不同的應用場景。真正的優(yōu)化不僅要求跨層設計，還要求有跨層適應性。傳統(tǒng)網絡具有一定的適應能力，例如許多通信系統(tǒng)使用信號處理方法來適應信道環(huán)境的變化，通過調整路由表來適應業(yè)務負載的變化。然而，這樣的調整是隔絕在特定層中的。跨層適應性將允許所有網絡功能在不同功能之間傳送信息并適應，以便滿足QoS需求變化、網絡負載變化和信道條件變化的要求。不難理解，跨層設計要求網絡各層的靜態(tài)優(yōu)化，而適應性則要求跨層動態(tài)優(yōu)化。
4 設計過程
在某個特定管理任務的應用領域利用跨層設計方法時，要遵循一個特定的設計程序。本文用一個例子來說明在使用跨層設計方法時所經過的程序，這個例子使用一個自適應的多層無線Qos的協(xié)議棧，圖3所示是跨層QoS自適應協(xié)議棧模型。該模型的基本思想是在實時和非實時應用和其下的層之間，通過交互和響應可控制的QoS參數來實現自適應應用和協(xié)議。本文引用地址：http://2s4d.com/article/153712.htm
首先要確定每一層對此任務特定的貢獻。現存的層特定機制或協(xié)議使得這些貢獻之間是相互獨立的，可以從中選擇合適的，如有必要，也可增加一些服務，并將其引入協(xié)議棧。例如將IntServ或Diffserv引入網絡層，用作基于IP的QoS管理。為了控制誤比特率，可以引入前向糾錯FEC和可選擇的ARQ到鏈路層中。傳輸層中的TCP／RTP可以處理延遲抖動以及和錯誤相關的參數(如包丟失率)等等。
第二是設計出各層中需要跨層的信息。一個跨層的信息可以是其他層有興趣的一個參數，也可以是需要向其感興趣的層顯示的結果、行為、功能、動作。前者是可選的環(huán)境度量，比如無線系統(tǒng)中經常會用到的信噪比和接收信號強度等?，F以IP級的數據交換為例來說明這個問題：在整個交換過程中，傳輸層需要調整自己的行為，比如，TCP可以被通知時間上的掛起，從而避免重發(fā)。又比如，通過鏈路層到傳輸層的聯合差錯控制來控制誤碼率。類似的，鏈路層和網絡層也可以在幀和包的級別上分別控制限制延遲的傳輸，因此，聯合延遲控制也是可能的。傳輸層負責報告與差錯有關的參數和應用層的延遲抖動，網絡層報告延遲的限制，所有參數都編碼成固定的消息格式。
第三，是用所有交互的信息確定層之間如何交互來完成任務。在這個為適應QoS改編的例子中，一個應用需要用所有相關層的可控制參數和相應的值(或值域)來描述其QoS的要求。一般的，一個實時服務可以忍受較高的包丟失率或誤碼率，但是，要保證延遲和抖動足夠小。而非實時的業(yè)務通常有著相反的需求。各層可以報告應用參數的任何重大變化，它們將隨著變化相應地做出改變。而且，最下層發(fā)出的測量報告，加上其他參數，將對上下文有關的應用有好處。一個應用甚至可以為了成本、能量和節(jié)約資源等目的，而與相關的層就某個參數進行協(xié)商，直至最小或需求得到滿足。在接收到一個這樣的請求時，相關層將相應地改變它的行為(如停止一個可選的控制機制)。這個行為調整可以看做是協(xié)議調整，因此，在這種情況下，應用和相關層之間的調整是互惠的。
特別需要說明的是，對于一個復雜的任務，可能需要一個該任務特有的協(xié)調模塊來用一種聯合的方式完全調用各層的服務，或者為了使用方便，需要用集合方式管理相關的信息。在這種情況下，可以在應用層中設置一個模塊來收集接收到的參數，之后，感興趣的應用就可以訪問這個模塊取得想要的參數，這樣，重復傳送信號就可以避免了。使用上面的方法甚至可以得到一個基于IP的支持移動的協(xié)議棧，從而用一種綜合的方式處理QoS、無線電資源、能量等管理問題。
5 結語
現有QoS各層的控制策略相互獨立，局部優(yōu)化性和多層重復相似控制策略的冗余性限制了無線自組織網絡的性能。隨著無線Ad Hoc網絡技術的發(fā)展，跨層設計越來越受到人們的重視?？鐚釉O計是無線Ad Hoc網絡的重要研究課題，通過跨層設計能較好地克服無線Ad Hoc網絡無中心控制節(jié)點、網絡拓撲快速變化、節(jié)點資源和網絡帶寬受限等問題所帶來的影響，同時能夠更好地滿足無線環(huán)境內更高數據速率的要求，使實現端到端的QoS成為可能。
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