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《中国科学技术大学》 2007年
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无线自组网路由和MAC关键技术的研究

覃振权  
【摘要】: 无线自组网络(Wireless Ad hoc network)是由一组静止或移动的节点组成的一个多跳的自治网络系统,节点间通过分布式控制算法相互协调完成网络的通信功能。由于网络无需固定通信设备的支持,无线自组网具有很高的可靠性和灵活性,可广泛应用于军事通信领域和不易建立固定通信设施的环境中,如夜战通信、紧急搜救、临时会议等。然而,与其他传统通信网络相比,由于无线自组网所具有的无中心和自组织性、动态的网络拓扑、多跳路由、无线传输等特性,需要为无线自组网设计专门的路由和MAC协议。论文分别对与路由和MAC相关的无线自组网络路由协议、MAC协议等关键技术展开深入分析和探讨,主要研究贡献归纳如下: 第一章主要概述了无线自组网的发展历史、特性以及主要的应用场景;然后分析了Ad hoc的体系结构并阐述了当前研究的热点和难点。为了对Ad hoc网络的性能有更为直观的了解,还通过建立实验床来测试了Ad hoc在实际环境中的性能。 第二章深入分析无线信号传播特性对IEEE802.11MAC协议的影响,主要分析了载波侦听的工作原理和无线信号捕获效应的优点,提出了一种基于优先级的协调转发MAC协议——CoMAC(Cooperating MAC)。CoMAC协议以载波侦听技术为基础,充分利用节点对无线信道的捕获效应特性,在多跳无线网络中,CoMAC协议引入了协调转发节点的概念,实时地根据网络状况动态的选择协调转发的节点,恰当的运用捕获效应的优势,通过降低通信节点间的距离来协调完成通信,从而降低了碰撞的概率,提高网络的空间复用率。 第三章针对无线信号传播不规则性的特征,详细分析了不规则性产生的原因以及由此形成的非对称性通信链路对各种协议的影响,提出了一种非对称链路感知的MAC协议——A~2MAC。协议主要包括链路状况感知邻居表构造算法和协议工作原理两部分,链路状况感知邻居表主要是通过建立直接邻居表和间接邻居表来确认那些由于非对称链路造成的隐藏终端和暴露终端;协议工作原理则是详细描述A~2MAC协议的工作流程。仿真结果表明,该协议在非对称链路的情况下依然表现出良好的性能,能够准确的反映非对称链路造成的各种情况并缓解这种情况对上层的影响。 第四章对移动自组网中QoS保障技术的研究进展和存在问题进行讨论,提出了一种多跳无线局域网中的QoS路由协议——MQR。MQR协议包括网络拓扑管理、节点剩余带宽估计、路由发现和路由维护共4个组成部分。网络拓扑管理用于寻路以及节点位置管理;节点剩余带宽估计对传统的基于IEEE802.11 MAC的节点剩余带宽估计算法加以优化,提出适用于MQR协议的节点剩余带宽估计算法;路由发现和路由维护则结合了MAC层和网络层的特性,根据网络拓扑以及QoS性能提出MQR协议的路由机制,从而达到优化网络性能的目的。 安全性是决定Ad hoc网络的潜能能否得到充分施展的一个关键所在,相比于传统的网络,Ad hoc网络更容易受到各种安全威胁和攻击,包括被动窃听、数据篡改和重发、伪造身份和拒绝服务等。针对无线自组网中路由过程中的安全性问题,第五章通过分析Ad hoc网络路由中存在的各种安全性问题,提出了一种安全多路径DSR路由协议(SeMDSR),SeMDSR协议通过数字签名解决了通信对端的身份认证问题,通过邻居节点信用度来防止恶意节点往网络发送大量的路由分组,并使用多路径路由选择算法来缓解由于恶意节点拒绝服务或网络环境变化而引发的路由再发现问题。 第六章总结全文,并讨论了对未来后续工作的展望。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN929.5

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨彦彬;Ad hoc网络分层协议及其跨层设计[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文浩;无双线性对的无证书公钥密码学研究[D];电子科技大学;2010年
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7 周由胜;门限密码相关技术研究[D];北京邮电大学;2011年
8 陈明;乐观公平交换协议形式化逻辑及其自动证明技术[D];重庆大学;2011年
9 张瑞;基于椭圆曲线密码的无证书公钥密码研究[D];武汉大学;2011年
10 万佑红;基于状态反馈控制的无线网络传输控制及拓扑辨识研究[D];南京邮电大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白凤伟;对门限秘密共享方案的研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 丁川;基于PKI的数字签名研究[D];合肥工业大学;2009年
3 谢文坚;无证书签密的研究[D];广西民族大学;2010年
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5 张春林;安全高效的Ad Hoc寻路机制研究[D];电子科技大学;2010年
6 李安乐;公钥密码体制可证安全性自动化分析描述模型的设计与实现[D];解放军信息工程大学;2010年
7 葛爱军;无证书签名及签密体制的设计与分析[D];解放军信息工程大学;2010年
8 夏松;基于身份的AKA协议若干问题研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 任伟超;移动IP协议中的安全问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 金春花;新的基于身份的混合签密[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈一飞;;移动自组网络拓扑发现算法综述[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
2 王子健;张军;罗喜伶;;自组织网络中的分布式能量感知拓扑控制算法[J];北京航空航天大学学报;2008年01期
3 李智伟;冯春燕;张天魁;郑洁莹;;用于OFDMA系统多小区干扰协调的功率分配算法[J];北京邮电大学学报;2008年01期
4 张成文;张中兆;孟维晓;;基于相关信道的多用户MIMO-OFDM下行链路资源分配[J];北京邮电大学学报;2008年01期
5 郑娟;韩静;吕旌阳;吴伟陵;王衍文;;MIMO-OFDM系统中高性能同步算法[J];北京邮电大学学报;2008年01期
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7 夏斌;谢楠;;TH-PPM UWB信噪比的估计方法[J];吉林大学学报(信息科学版);2008年01期
8 徐小涛;;MANET路由协议的最新发展[J];电信工程技术与标准化;2007年03期
9 徐光伟;李峰;石秀金;霍佳震;;A Layered Zone Routing Algorithm in Ad Hoc Network Based on Matrix of Adjacency Connection[J];Journal of Donghua University;2007年01期
10 盛敏,李建东,史琰;应用于Ad Hoc网络中的密度自适应泛洪广播策略[J];电子学报;2004年07期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
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3 贾会玲;异构无线网络中的接入选择与准入控制研究[D];浙江大学;2007年
4 徐明霞;Ad hoc网络中的时分多址接入及跨层设计研究[D];浙江大学;2007年
5 黄景博;移动Ad Hoc网络的节能路由技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
6 夏海轮;无线Ad hoc网络MAC协议及相关技术的研究[D];北京邮电大学;2007年
7 王炫;Ad Hoc网络中MAC层和网络层协作问题研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 王勇;无线Ad Hoc网络跨层设计与拓扑控制研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 徐鸣;基于蚁群算法的自组网路由技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
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3 李宾;无线局域网多速率和多信道MAC协议研究[D];厦门大学;2008年
4 陈雪;多速率无线网络的跨层设计研究[D];电子科技大学;2009年
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6 张天明;Adhoc网络路由协议研究[D];中国科学技术大学;2009年
7 刘闯;遗传蚁群算法在Ad Hoc网络中的应用[D];华东师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高丽;移动Ad Hoc网络路由协议研究和改进[D];南京邮电大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 詹鹏飞,陈前斌,李云;移动Ad hoc网络AODV路由协议安全性分析和改进[J];计算机应用;2003年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 王三海;杨放春;;软交换网络端到端QoS体系的研究[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2003年年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 本报记者 范毅波;QoS:网络活力之源[N];网络世界;2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 漆华妹;基于网络演算的无线Mesh网络QoS性能研究[D];中南大学;2010年
7 朱红宁;面向Web服务组合的服务QoS评价技术的研究[D];东北大学;2009年
8 郑四海;无线移动自组织网络QoS路由协议研究[D];武汉理工大学;2012年
9 吴家皋;覆盖网络多播路由协议及算法的研究[D];东南大学;2006年
10 曲文武;无线网络的声明性方法研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付平;无线自组网QoS路由研究[D];南京理工大学;2010年
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3 王志雄;Ad Hoc网络QoS路由协议及OPNET仿真研究[D];武汉理工大学;2006年
4 杨鹏;Ad Hoc网络QoS路由协议的设计及实现[D];武汉理工大学;2006年
5 尹江涛;无线自组网中路由和调度算法的研究[D];北京邮电大学;2009年
6 刘娜;无线自组网路由协议的研究[D];河北科技大学;2010年
7 张晶晶;基于OPNET的无线自组网路由协议研究[D];大连海事大学;2008年
8 朱晓荣;移动自组织网络QoS组播路由协议研究[D];浙江工业大学;2008年
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10 王婷婷;移动Ad Hoc网络中基于QoS的路由协议[D];浙江大学;2006年
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