Ad Hoc网络路由协议研究与改进

论文摘要

路由算法是Ad Hoc网络的关键技术。在Ad Hoc网络中,因移动终端位置的不确定性,容易造成网络拓扑结构变化频繁,因此,传统的路由协议根本无法适应移动自组网的这些特点。设计新的AdHoc网络路由协议来适应网络拓扑动态变化的特点成为当前研究的热点。此外,移动终端还受带宽和能量等限制,如何依据带宽和能量等特性来选择一跳能提供一定QoS保证的高效稳定的路由路径,也是Ad Hoc网络路由协议研究的一个热点。本文在深入研究Ad Hoc网络性能和路由的基础上,提出了两种新的改进网络路由协议。首先,基于AODV提出一种基于剩余能量约束的方向性路由协议（ED-AODV,Energy-aware Direction ForwardAODV）。当移动节点的剩余能量低于报警阈值时,通知源节点提前进行路由发现（Route Discovery）过程,提高了网络的投递率。但是,因此也带来了洪泛广播RREQ分组的网络负担。针对上述不足,ED-AODV路由协议在路由发现阶段,控制RREQ分组方向性传输来减少网络的洪泛负担。其次,基于MAODV研究了剩余能量和节点运动信息约束的组播路由问题,提出了一种基于路径稳定时间（PDT）和剩余能量的QoS按需组播路由协议（EMQMR,Energy MovementBased QoS Multicast Routing）。EMQMR协议在路由发现阶段,依据链路带宽和剩余能量来决定是否转发RREQ分组,以此来建立满足带宽和能量QoS保证的稳定的多播树。另外,目的节点通过计算路径稳定时间（PDT）和跳数（Hop count）的比例权值p,依据p值来选择一条稳定的路由路径来进行分组的传输。最后,通过NS-2仿真实验表明:ED-AODV,在提高分组投递率和减小端到端平均时延的同时,还提高了Ad Hoc网络的生存时间。EQEMR在保证了分组投递率的同时,降低了网络负担。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 Ad Hoc路由协议研究的相关工作
• 1.4 本论文的主要贡献
• 1.4.1 基于剩余能量的报警机制的设计
• 1.4.2 RREQ分组方向性转发控制的算法实现
• 1.4.3 基于能量和运动信息的QoS多播协议研究设计
• 1.5 论文结构
• 第二章 Ad Hoc移动无线网络概述
• 2.1 Ad Hoc网络的发展历史
• 2.2 Ad Hoc网络的定义
• 2.3 Ad Hoc网络的特点和应用
• 2.3.1 特点
• 2.3.2 应用
• 2.4 Ad Hoc网络的跨层设计
• 2.4.1 跨层设计的必要性
• 2.4.2 跨层的自适应机制
• 2.4.3 跨层的设计原则
• 2.5 Ad Hoc网络研究的主要问题
• 2.6 本章小结
• 第三章 Ad Hoc网络的路由协议
• 3.1 Ad Hoc网络中路由协议设计面临的主要问题
• 3.2 Ad Hoc网络路由协议性能评价
• 3.3 Ad Hoc网络路由协议分类
• 3.3.1 表驱动路由协议
• 3.3.2 按需路由协议
• 3.3.3 基于位置信息的路由协议
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种满足剩余能量约束的方向性路由协议
• 4.1 AODV路由发现过程中存在的问题
• 4.1.1 洪泛广播问题
• 4.1.2 网络层能量控制问题
• 4.2 ED-AODV协议和算法描述
• 4.2.1 路由发现
• 4.2.2 路由维护
• 4.3 ED-AODV协议的分组格式
• 4.4 ED-AODV的仿真实现和结果分析
• 4.4.1 NS-2网络仿真介绍
• 4.4.2 网络环境和相关参数的配置
• 4.4.3 网络全网性能评价
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于能量和运动信息的QoS组播路由协议研究
• 5.1 MAODV组播路由协议
• 5.2 路径稳定时间PDT（Path Duration Time）
• 5.3 基于PTD的路由协议（EMQMR）
• 5.3.1 路由发现和路由维护
• 5.3.2 EMQMR分组包格式
• 5.4 仿真实验和性能分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录