[发明专利]动态保证服务质量的无线移动自组织网络的路由装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及动态保证服务质量的无线移动自组织网络的路由方法，属于无线移动自组织网络(也称为MANET，Mobile Ad hoc Network)中服务质量路由(QoS Routing)技术领域。

背景技术

移动无线自组织网络是由一组移动主机构成的动态、多跳、无线的网络。该网络中的移动节点通过无线、多跳通信链路建立连接。不像传统的无线网络，移动无线自组织网络没有固定的网络基础设施或者管理支持。当移动节点加入或者退出该网络的时候，网络的拓扑结构动态变化；并且无线信道的带宽有限、无线链路不稳定。

移动无线自组织网络的应用有军事、紧急救灾等。随着移动用户逐渐增长的需求，用户可以在动态、分布式、实时的网络环境下使用多媒体服务，例如使用移动计算机进行视频会议应用，或者使用便携式终端进行实时语音服务。在通信上多媒体应用的出现，需要在无线移动自组织网络中提供服务质量保证，并且这些应用需要一条保证服务质量的路径。然而，该网络的拓扑结构的动态性、无线链路的不稳定性、网络状态信息的不精确、网络带宽等资源稀少，移动无线自组织网络中保证应用流的服务质量是个复杂的任务。

服务质量，即QoS(Quality of Service)，从定性和定量的角度定义了服务提供商和传输应用流的用户在连接上的需求。连接的服务质量需求是带宽、吞吐量、延时、抖动、丢包率、可靠性等限制参数的集合。

服务质量路由是多媒体支持的关键，它的目标是找到一条可行的路径，为多媒体应用流提供更好的端对端的QoS。无线移动自组织路由协议一般根据单个或者混合参数QoS指标进行路由选择，其中混合参数指标是以多个QoS度量参数为变量构建函数，并以此函数值作为选路标准。这种路由选择的策略本质是静态QoS指标，而在多个应用流同时传输的环境下，无法满足实时多应用流的不同QoS需求。

网络的接入控制机制在判断是否接受一个新的连接时，要检查根据给定的寻径机制仍然有足够的资源来接收新的连接请求。传统的接入控制机制采用“二进制(Binary)”决策，要么保证要么拒绝该请求。后面的请求会被拒绝，因为资源已经分配给先到来的服务。这种方案存在的问题是：对应用流的接入按照先来先服务的原则，没有考虑到用户对应用流需求的不同级别，进行应用流优先级筛选。

此外不仅网络环境在动态改变，用户的需求也在不断变化。为了保证系统的用户实时应用的需求，必须有方法控制和维持通信中多媒体应用的服务质量，最大化应用流传输的整体性能。而现有的方案使用固定的(甚至小部分)量的执行级别信息和应用流状态信息，不能适当将应用流的服务质量进行动态浮动，而且多考虑单个QoS指标的浮动，没有同时考虑多个QoS指标的变化。

发明内容

本发明的目的是提出一种动态保证服务质量的无线移动自组织网络的路由方法，它可保证无线移动自组织网络中语音、视频等实时多应用流传输的动态服务质量；考虑网络资源的情况和用户的需求进行QoS协商，最大化满足用户关注的应用需求；在网络中应用流过载、失效或者冲突的情况下，也进行预期的降级服务，保证软服务质量。

本发明采用以下技术方案：

一种动态保证服务质量的无线移动自组织网络的路由装置，包括QoS映射、QoS资源、QoS协商、路由表计算、传输控制各功能模块，其中：QoS映射模块将用户QoS表示为计算机可处理的描述形式；QoS资源模块用于测量获得网络带宽资源、链路的状态信息，并且维护网络资源的信息；QoS协商模块运行QoS协商机制，QoS协商机制是基于网络的有效资源和应用流的不同QoS需求而建立协商规则；路由表计算模块运行QoS路由协议来寻找路径；传输控制模块运行在应用层，其控制各个应用流的传输，并维护一张应用流的传输映射映射表。

一种动态保证服务质量的无线移动自组织网络的路由方法，包含以下步骤：

1)将用户对不同应用流的QoS需求，表示为计算机程度可处理的描述形式；

2)由QoS资源模块获得网络有效带宽资源、及链路的状态信息；

3)根据应用流的QoS需求和网络有效资源，进行QoS协商机制；

4)QoS路由协议根据QoS协商结果，采用动态的QoS指标进行选径，找到满足特定应用流服务质量的路径；

5)基于QoS协商机制、以及QoS路由协议寻径的结果，传输控制模块维护着传输映射表；

6)从应用层来的应用流根据该传输映射表，向下发送。