Ad Hoc网络中AODV路由算法及相关问题的研究

论文摘要

移动Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络,其路由设计问题是无线移动网络领域的热点问题。随着制造工艺和设备性能的不断进步以及基础理论研究的不断深入,移动Ad hoc网络开始从军用进入商用和民用领域,如会议数据分发、数字化农业、保健医疗、智能公路等。因此如何进一步提高路由协议的性能是当前急需解决的重要问题。本文的主要研究对象是无线自组网按需平面距离矢量路由协议(AODV)。由于其实现简单、开销小,是目前的研究热点。本文主要对AODV协议进行了分析和研究,探究了其自身的局限性,并在文中给出了解决方案。本文的主要工作和研究成果如下:①对AODV和AOMDV的链路探测机制进行了研究。AOMDV是一种基于AODV的多径扩展协议,它维护多条备份路径,在主路径失效时可以使用它们。AODV和AOMDV协议都包括两种链路探测方法:HELLO消息探测和链路层(802.11)反馈。在本文中,对AODV和AOMDV的两种链路探测机制进行了对比分析。实验结果表明,在AODV和AOMDV路由协议中,通过链路层反馈进行链路探测比利用HELLO消息进行链路探测具有更高的数据分组投递率、更低的归一化路由开销、更高的端到端平均时延和路由发起频率。②对AODV路由协议的本地修复机制进行了研究。在本文中,主要对AODV路由协议中的本地修复的最大修复长度进行了分析和研究。对于最大修复长度,我们是以原协议的最大修复长度(MAX_REPAIR_TTL)为中心,分别取7个值。实验结果表明,最大修复长度越大,则协议的数据分组投递率越高、归一化路由开销越大、端到端平均时延越长、路由发起频率越高;最大修复长度越小,则协议的数据分组投递率越低、归一化路由开销越小、端到端平均时延越短、路由发起频率越低。③对AODV路由算法进行优化。在本文中,主要根据两跳路由信息和一跳邻居信息,对AODV路由算法进行优化,使得AODV路由协议能够自动适应网络拓扑的动态变化,能够对活动路由进行动态优化。实验结果表明,改进后的协议在数据分组投递率等性能方面比原协议的效果要好。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 Ad hoc 网络特点
• 1.3 Ad hoc 网络应用场合
• 1.4 研究重点和研究方向
• 1.5 本文的主要研究工作及章节安排
• 2 Ad hoc 网络路由协议概述
• 2.1 Ad hoc 网络路由协议的质量要求
• 2.2 Ad hoc 网络路由协议研究现状
• 2.2.1 按需路由协议和主动路由协议
• 2.2.2 平面型路由协议和层次型路由协议
• 2.2.3 非GPS 辅助型路由协议和GPS 辅助型路由协议
• 2.2.4 单径路由协议和多径路由协议
• 2.3 多径路由需要进一步解决的问题
• 2.4 本章小结
• 3 NS 仿真简介
• 3.1 NS 的背景
• 3.2 NS 网络模拟的基本过程
• 3.3 NS 仿真辅助及仿真结果分析工具
• 3.3.1 NS 仿真辅助工具
• 3.3.2 gawk 语言简介
• 3.3.3 gnuplot 画图工具简介
• 3.4 性能参数分析模型
• 3.5 仿真参数设置
• 3.6 本章小结
• 4 基于 AODV 和 AOMDV 的链路探测研究
• 4.1 AODV 路由协议
• 4.1.1 AODV 路由协议中的数据结构
• 4.1.2 AODV 路由协议运行过程
• 4.2 AOMDV 路由协议
• 4.2.1 AOMDV 的RREQ 和RREP 分组格式
• 4.2.2 AOMDV 路由更新机制
• 4.2.3 AOMDV 路由协议运行过程
• 4.3 链路探测方法
• 4.3.1 HELLO 消息探测
• 4.3.2 链路层（802.11）反馈机制
• 4.4 AODV 和AOMDV 链路探测分析
• 4.5 实验仿真及性能分析
• 4.5.1 结果分析
• 4.5.2 结论
• 4.6 本章小结
• 5 基于 AODV 的本地修复研究
• 5.1 AODV 本地修复
• 5.1.1 路由请求分组（RREQ）
• 5.1.2 路由应答分组（RREP）
• 5.1.3 路由错误分组（RRER）
• 5.1.4 AODV 本地修复过程
• 5.2 AODV 路由协议本地修复最大修复长度讨论
• 5.3 实验仿真及性能分析
• 5.3.1 结果分析
• 5.3.2 结论
• 5.4 本章小结
• 6 基于两跳路由信息的 AODV 路由优化思想
• 6.1 AODV 路由协议缺点
• 6.2 两跳路由的设计思想
• 6.2.1 邻居表的设计
• 6.2.2 路由表的设计
• 6.2.3 RREQ 和RREP 分组格式的设计
• TR 路由协议的运行机制'>6.2.4 AODV_TR 路由协议的运行机制
• 6.3 基于两跳路由信息的路由优化思想
• 6.4 实验仿真及性能分析
• TR 在仿真系统中的实现'>6.4.1 AODV_TR 在仿真系统中的实现
• 6.4.2 结果分析
• 6.4.3 结论
• 6.5 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 进一步努力的方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录