
第
36
卷第
15
期
协
1.
36
No.15
计算机工程
Computer
Engineering
文章捕号:
100
←
3428(2010)15
→
12
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文献标识码
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中
·网络与通情·
基于链路生存时间的多路径源路由协议
陶金晶,自光伟
(南京工业大学计算机科学与技术系,南京
210009)
摘要:针对无线多媒体网络提出一种基于链路生存时间的多路径源路由协议。采用基于业务区分的路由发现过程,使得多媒体数据源比
普通业务数据源具有更大的概率发现多条链路不相交的路径。利用链路生存时间尽可能地为数据包选择尚未中断的路径,链路中断检测机
制区分由于拥塞而导致不必要的路由更新。仿真实验结果表明,与
DSR
相比,该路由协议较好地改善了实时多媒体的播放质量,并且降
低了网络开销。
关键词:无线移动自组织网络;多路径;性能评价
Multipath Source Routiog Protocol ßased
00
Liok-lifetime
TAO
Jin-jing
,
BAI
Guang-wei
(Department
ofComputer
Science and Technology, Nanjing University ofTechnology, Nanjing 210009)
(Abstract)
Th
is
paper proposes a Link-Lifetime based Multipath Source Routing(LTMSR) protocol for multimedia traffic over Mobile Ad Hoc
Networks(MANETs). Two different
c1
asses
of
routing discovery processes are deployed for mul
tJ
media traffic and non-multimedia traffic
respectively.
币
le
former is assigned with a
hi
纠
er
possibility to discover
link-di
斗。
int
multipath than the latter.
Th
e routing protocol chooses route for
packets in consideration
of
path lifetime to
prevent
仕
om
transmitting over already broken-routes.
Th
e link-broken detection mechanism distinguishes
the cause
of
a lost frame properly, and coordinates with the routing
proto
∞
1
to avoid
unne
∞
ssary
route updating. Simulation results
demonstrate
出
at
the LTMSR improves the quality
of
multimedia playing
significantl
弘
in
terms
of
decodable frame ratio and end-to-end frame delay. .In addition,
route overhead is reduced.
(Key
words)
Mobile Ad Hoc Networks(MANETs); multipath; performance evaluation
1
概述
无线通信使人们摆脱了物理连线的限制,可以随时随地
访问网络资源或进行网络计算。然而,无线网络是一个动态
的环境,其特性包括信道带宽有限、高误码率、不稳定的随
时间动态变化的信道质量、节点移动、多个用户对共享信道
的竞争、来自共享信道的其他节点用户的无线信号干扰等。
而实时多媒体业务具有严格的服务质量要求,包括带宽、时
延、时延抖动等。这些特性使得在研究高效的无线多跳路由
协议以改善移动自组织网络
(Mobile
Ad
Hoc
Networks
,
MANETs)
的性能上面临新的、严峻的挑战。
近年来,多路径路由协议以其均衡负载、减少拥塞、提
高数据传输的可靠性等能力备受研究人员关注[1
.3]
。文献川
提出了分裂多路径路由
(SMR)
协议,通过构造
2
条最大程度
不相交的路由发送数据,但是路由开销巨大,不适用于移动
多媒体网络。
MSR[2]
是一种扩展的
DSR
多路径路由协议。它
利用中问节点和目的节点反馈多条路径,并使用主动探测减
少网络拥塞和网络延迟。
MSR
的负载平衡对减少端到端的延
时方法具有显著效果,但是
MSR
需要为探测路径付出额外的
开销。文献
[3]
提出
RMDSR
路由协议对不同的业务类型设置
了不同的路由控制策略。但是上述路由协议都没有考虑由于
拥塞导致数据包的不可达[句,而认为是链路中断,从而更新
路径,产生过多的路由开销。
鉴于此,本文提出一种基于链路生存时间的多路径源路
由协议
(LTMSR)
,克分考虑这些因素,从而提高无线实时多
媒体网络的性能。
2
基于链路生存时阔的多路径源路由协议
为了给无线移动环境下
MPEG
视频流传输提供软
QoS
保障,对现有
DSR
路由算法进行改进,提出一种基于链路生
存时间的多路径源路由协议。
2.1
蹄层设计
作为目前最主要的多媒体数据压缩技术,
MPEG
算法对
视频序列中每幅图像从空间和时间冗余
2
个方面进行压缩,
即帧内编码(如
I
帧,可以独立解码)和帧间编码(如
P
帧和
B
帧),以满足高压缩比和随机访问的需求。虽然帧间编码方
式能够有效地压缩数据,但同时也使得前后帧之间形成了很
强的依赖关系。鉴于多媒体通信源的固有特性,提出一种实
时多媒体通信的跨层工作框架,如图
l
所示,使应用层与网
络层交互信息,并且
MAC
层为网络层提供链路信息,从而
提高无线多媒体网络的整体性能。
应用层为每个即将发送的数据包设置了相应的数据类型
(D
typ
山在向
UDP
层传送视频帧的同时,将参数
D
type
直接传
递给网络层。传输层收到应用层的视频帧,按照传输层的最
大传输单元
(MTU)
分割成数据段
(segment)
,配置
UDP
报头后
发送给网络层。网络层接收到上层的数据段,将数据类型
D
type
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60673185);
教育部留学回国
人员科研启动基金资助项目;
2006
年度江苏省"青蓝工程"中青年
学术带头人培养对象基金资助项目
作者.介:陶金晶(1
985
一),女,硕士研究生,主研方向:多媒体网
络路由协议;臼光伟,教授、博士
收稿日期:
2010-03-02
E-mail:
jinjing
二
tao@yahoo.cn
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123
一