移动Ad Hoc网络中CQMM跨层服务质量模型研究

移动Ad Hoc网络（MANETs）是一种由移动设备组成的临时性网络，这些设备能够在没有固定基础设施支持的情况下进行自组织和自我修复。MANETs是无线网络技术的一个重要分支，它解决了传统的移动通信依赖于固定基站的问题。然而，由于其动态变化的网络拓扑结构和无线通信的局限性，使得在MANETs中保证多媒体通信的服务质量（Quality of Service, QoS）变得十分具有挑战性。本文将深入探讨如何通过跨层服务质量模型——CQMM（Cross-layer Quality Model for MANETs），来解决这一难题。 跨层优化是近年来无线通信领域中提出的一种解决传统分层协议局限性的新思路。传统的网络协议栈采用分层设计，例如ISO/OSI模型将网络通信过程分为应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。每一层都有其独立的功能和协议，层与层之间通过定义的接口进行交互。在分层协议中，每一层只能访问其直接上层和下层的信息，而无法获取其他层的信息，这种设计虽然简单、易于管理和扩展，但在面对具有高度动态性的MANETs时，其效率和灵活性则明显不足。 CQMM模型通过在协议的不同层之间共享网络状态信息，打破了传统分层架构的界限。模型中的网络状态储存库（NSR）是实现跨层优化的核心组件，它作为一个信息交换中心，能够收集并存储关于网络状态的信息，这些信息包括但不限于当前的网络负载、拥塞状况、连接质量、电池剩余电量、节点移动速度等等。NSR可以使得网络协议的不同层访问和利用这些信息，从而能够更有效地进行决策。 由于能够获取整个网络状态的宏观视图，CQMM模型可以更加灵活和精确地控制网络资源的分配，以及实时调整传输策略。例如，在网络负载较重时，CQMM可以通过NSR获取到的信息，对流量进行合理调度，优先保证关键业务数据的传输，或者调整传输功率和速率，以避免网络拥塞。这种跨层控制能够显著提升网络的整体性能，尤其是对于多媒体通信这种对QoS要求较高的应用。 CQMM模型还可以消除传统分层协议中的冗余功能。由于层与层之间存在信息的独立性和重复性，导致在某些情况下，不同的协议层可能会执行相似甚至相同的控制操作，这不仅降低了网络效率，还增加了实现的复杂性。CQMM通过网络状态共享，使得各层可以协同工作，避免不必要的重复工作，从而提高整个网络的操作效率。 此外，CQMM模型还支持所有标准的QoS控制。在传统网络中，QoS通常依赖于固定的网络协议和配置来实现，而在MANETs中，由于网络环境的动态性和不确定性，需要更为灵活和动态的QoS控制机制。CQMM模型结合了网络状态信息和跨层控制策略，能够根据网络当前状态实时调整QoS控制参数，如延迟、带宽、数据包丢失率和抖动等，为多媒体通信提供更为稳定和可靠的服务质量。 总结来说，跨层服务质量模型CQMM针对移动Ad Hoc网络的特殊需求，通过建立网络状态储存库（NSR），打破了传统分层协议的局限性，使得不同协议层之间可以共享和利用整个网络的状态信息。这种模型能够实现更为高效和智能的网络资源管理，消除冗余功能，提高网络性能，并保证多媒体通信在MANETs中的服务质量。通过跨层优化，MANETs的网络通信能够更加灵活和可靠，为移动和无线通信领域的发展提供了新的方向和可能。