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Ad Hoc网络路由协议的研究与NS2仿真

吴继春  
【摘要】:无线自组(Ad Hoc)网是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的一个多跳、临时、无中心网络,可以在任何时候,任何地点快速构建起来的移动通信网络,并且不需要现有基础网络设施的支持,网络中的每个终端可以自由移动,地位相等。考虑到Ad Hoc网络中节点是移动的,网络的拓扑结构不断变化,传统的用于因特网的路由协议(如RIP、OSPF等)无法适应Ad Hoc网络的实际需要,同时由于移动节点的计算能力和存储容量较低,并且能源受限,要求路由协议尽量简单,这又增加了Ad Hoc网络中路由协议设计的难度。在过去的二十年间,研究者为无线自组网提出了一系列的路由协议。实现和仿真这些路由协议已成为路由协议研究的重要内容。 本文首先介绍了Ad Hoc网络的特点,对现有的无线自组网单播和多播路由协议进行了详细阐述,并实现了典型的单播路由协议,在NS2上进行了仿真和分析。在广播中继技术的基础上,对现有的基于洪泛机制的单播路由协议和多播协议提出了通用改进方法,具体实现了AODV协议的改进协议AODV-MPR,并在NS2上进行了仿真研究。同时实现并改进了多播MAODV协议,在同现有算法对比的基础上,用NS2仿真软件对该改进算法进行了性能分析,并得出仿真结果该改进算法在效率上优于原有算法。最后总结了本论文所做的工作,并指出本课题领域有待于进一步研究的问题。 本文总共分为8章,其内容如下: 第1章,主要引入了无线自组网的概念,简单介绍了Ad Hoc网络的历史,特点和研究热点,并讲述了无线自组网的应用前景,同时介绍了本课题的来源及研究的意义,最后讲述了本文的工作和创新点。 第2章,详细的介绍了Ad Hoc网络的单播路由协议。 第3章,详细的介绍了Ad Hoc网络的多播路由协议。 第4章,引入了网络仿真的概念,着重介绍了一种免费开源的网络仿真器NS2的发展情况,NS2的使用及在网路仿真的应用。 第5章,实现了AODV,DSR,DSDV,TORA等Ad Hoc网络的几种典型单播路由协议,并用NS2进行了仿真分析。 第6章,阐述了基于洪泛机制的路由协议,并在广播中继原理基础上,对现有的单播和多播路由协议提出了一种通用改进方法,同时讨论比较了AODV协议的改进协议AODV-MPR,并具体的实现了AODV-MPR协议,在NS2进行了分析,试验仿真结果证明了它的效率会比传统算法大大提高。 第7章,重点考察了一种目前尚处于工业IETF的建议草案(Draft Proposal),但极有希望成为工业IETF标准(RFC)的多播路由协议:自组网多播距离向量MAODV协议,在工作中,发现了一些MAODV草案中需要改进的问题,并提出了修改建议,在此基础上实现了新的改进的MAODV协议,在NS2下试验仿真结果证明了它的效率更高。 第8章,给出了本文的总结,并对下一步的工作作了展望。 本论文得到了国家自然科学基金资助项目(批准号:90304018)的资助。


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