基于路由可靠性的DSR协议多径技术研究

论文摘要

自二十世纪七十年代以来,无线网络的发展非常迅速。无线网络按照拓扑结构可以分为有基础组织的网络和无基础组织的网络。无基础组织的网络通常又称为Ad hoc网络。由于具有不需要集中式的网络管理和基础设施的显著特点,无线Ad hoc网络在近年来受到越来越多的关注。无线Ad hoc网络拓扑结构的频繁变化,使得如何提高路由可靠性并提高分组投递率成为无线Ad hoc网络路由协议研究的热点。在众多无线Ad hoc网络协议中,动态源路由协议具有相对较好的性能。本文中所实现的备份源路由协议,就是一种以DSR协议为基础的、通过运用备份多径手段来提高路由可靠性的新型无线Ad hoc网络路由协议。备份源路由协议(BSR)通过新的路由发现机制,获得了可靠的备选路径,并利用它来辅助节点间的通讯。通过备份路由对的方式,备份源路由协议延长了节点间的路径有效期,从而更充分的利用了无线Ad hoc网络中的资源,提高了节点间通讯的可靠性。论文首先对无线Ad hoc网络和它的单径路由协议进行了概述,并着重介绍了DSR协议。其次详细介绍了无线Ad hoc网络多径路由协议的研究,并研究了可靠路由和替换多径的研究现状。然后,基于Ottawa大学的研究成果,在数学分析的基础上,具体给出了BSR协议的基本算法和进一步的优化算法,包括路由发现算法及路由维护算法。最后通过软件仿真的手段,论文实现了BSR协议,并评价了它的路由性能。仿真实验的结果表明:在中载和重载情况下,BSR协议性能都明显优于单径的DSR协议;在节点移动频繁的网络中,BSR的性能优势体现的更为明显,从而验证了BSR协议有效性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究目标
• 1.2.1 无线自组织网络路由协议面临的威胁
• 1.2.2 无线自组织网络路由协议设计目标
• 1.2.3 路由改进需要解决的问题
• 1.3 本文的主要任务
• 1.4 论文结构及内容安排
• 第二章 无线自组织网络路由技术
• 2.1 无线 Ad hoc 网络单径路由技术
• 2.1.1 单径路由概述
• 2.1.2 单径路由协议介绍
• 2.1.3 单径路由协议的比较
• 2.2 无线 Ad hoc 网络多径路由技术
• 2.2.1 多径路由技术概述
• 2.2.2 多径路由的选择准则
• 2.2.3 多径路由协议介绍
• 2.3 问题的提出
• 2.3.1 多径路由协议的特点
• 2.3.2 可靠路由的研究现状
• 2.3.3 替换多径路由的可行性
• 第三章 基于路由可靠性的DSR 协议多径扩展
• 3.1 多径DSR 协议的研究
• 3.1.1 数学模型
• 3.1.2 性能分析
• 3.1.3 结论
• 3.2 新协议的提出
• 3.3 基本术语和定理
• 3.4 路由可靠性的度量
• 3.4.1 路由有效期
• 3.4.2 成本函数
• 3.5 协议实现的基本机制
• 3.5.1 路由发现机制
• 3.5.2 路由选择机制
• 3.5.3 路由维护策略
• 3.6 协议路由的优化策略
• 3.6.1 中间节点的利用
• 3.6.2 路由探测机制
• 第四章 协议的实现与仿真分析
• 4.1 仿真平台简介
• 4.1.1 编程语言简介
• 4.1.2 发出的信息包
• 4.1.3 接收的信息包
• 4.2 NS 下的DSR 协议
• 4.2.1 NS-2 中的DSR 节点
• 4.2.2 DSR 在网络协议栈中的位置
• 4.2.3 DSR 分组结构
• 4.2.4 DSR 数据结构
• 4.2.5 DSR 实现的简要流程
• 4.3 NS 下的BSR 协议
• 4.3.1 备份源路由的实现
• 4.3.2 改进的数据结构
• 4.3.3 算法的实现
• 4.4 仿真环境
• 4.4.1 场景选择
• 4.4.2 运动模型
• 4.4.3 路由协议选择
• 4.4.4 业务选择
• 4.5 仿真结果及性能分析
• 4.5.1 性能指标
• 4.5.2 仿真结果分析
• 第五章 结束语
• 5.1 全文总结
• 5.2 存在的问题
• 5.3 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 发表论文情况