基于运动预测的移动自组网路由协议研究

论文摘要

移动自组网(MANET)是每个移动节点都具有路由功能的无基础设施网络,源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)分组无线网络项目。其快速装备,移动自组织等特点使之正日益成为无线通信研究的热点,MANET路由问题更是此研究中的核心问题。迄今为止,MANET路由协议还没有形成一个公认的国际标准。为推进标准化工作,因特网工程任务组(IETF)下的MANET工作组(MANET Working Group)现正广泛寻求对MANET路由协议(RFC2501)和AODV路由(RFC3561)的评价和改进。本文在按需距离向量(AODV)路由协议的基础上,提出了一种新的基于运动预测算法的改进按需距离向量(MAODV)路由协议。基于运动预测算法的MAODV路由协议通过估计相邻节点的位置和预测相邻节点的运动变化,控制运动节点的路由发现、路由保持和路由切换,从而适应快速的网络拓扑变化。MAODV路由协议的这种机制带来的最大优势是有效减少了数据包的端到端时延,提高网络传输的实时性。这种机制对于高实时性要求的通信十分重要,如语音传输,视频传输。本课题使用各国大学研究所广泛使用在无线网络研究领域中的NS2(Network Simulator 2)网络模拟软件进行算法和协议的研究设计与仿真模拟。仿真结果表明,与原AODV路由协议相比,使用基于运动预测算法的MAODV路由协议可以有效地减少无线移动自组网通信的端到端的延时,提高数据传输速率。本文研究成果对于进一步研究无线移动自组网节点运动模型,通信实时性,以及推进MANET的实用化发展等方面具有十分重要的意义。同时,期望本课题研究能对MANET工作组RFC2501和RFC3561中路由实时性部分作出贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图录
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 移动自组网发展与应用
• 1.3 移动自组网研究现状
• 1.4 移动自组网仿真和模拟工具
• 1.5 论文研究主要内容
• 1.6 论文组织
• 2 移动自组网路由协议研究
• 2.1 引言
• 2.2 目的地序号向量协议（DSDV）
• 2.2.1 路由机制
• 2.2.2 路由特性
• 2.3 动态源主机路由协议（DSR）
• 2.3.1 路由机制
• 2.3.2 路由特性
• 2.4 按需距离向量路由协议（AODV）
• 2.4.1 路由机制
• 2.4.2 路由特性
• 2.5 临时有序路由协议（TORA）
• 2.5.1 路由机制
• 2.5.2 路由特性
• 2.6 MAC层协议对移动自组网路由影响
• 2.7 DSDV，DSR，AODV，TORA路由协议性能比较
• 2.7.1 仿真环境
• 2.7.2 度量指标
• 2.7.3 仿真结果
• 2.8 仿真结论
• 3 运动预测算法原理
• 3.1 引言
• 3.2 无线传播模型
• 3.3 信号强度估计
• 3.4 运动预测算法
• 3.5 流量统计算法
• 4 算法和协议的设计与实现
• 4.1 引言
• 4.2 无线移动节点模型
• 4.3 运动预测算法设计
• 4.4 MAODV协议设计
• 4.5 源代码编译
• 5 预测算法与MAODV协议仿真
• 5.1 仿真环境
• 5.2 度量指标
• 5.3 仿真结果
• 5.3.1 平均端到端包时延（Average End-to-End Packet Delay）
• 5.3.2 包传输率（Packet Delivery Ratio）
• 5.3.3 控制花销（Control Overhead）
• 5.3.4 平均路由跳数（Average Number of Hops）
• 6 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间申请的发明专利