Ad hoc网络中基于网格可预测的位置服务研究

【摘要】：Ad hoc网络是一种无基础设施、自组织、拓扑动态变化的多跳无线网络,具有良好的移动性和扩展性。由于Ad hoc网络节点的移动性,源节点与目的节点通信前需要通过位置服务协议获得目的节点的位置信息。位置服务协议的工作是如何有效的更新和查找网络中节点的位置信息。目前位置服务协议耗费网络大量的资源,可靠性和扩展性较差。针对这些问题,本文提出了基于网格可预测的GPLS和GPLS-H位置服务协议。 在平面散列位置服务协议和层次散列位置服务协议的基础上提出了基于网格可预测的GPLS位置服务协议。GPLS把Ad hoc网络划分成网格,通过散列函数将网格进行分组,将网络分成了两层结构,在降低位置服务开销的同时提高协议的扩展性。节点向本地网格和产生时所在分组内的网格更新位置信息。源节点向目的节点产生时所在分组内的网格查找位置信息,通过预测查找获得目的节点准确或预测的位置信息。提高位置服务效率同时减少网络的开销,并在协议中引入了位置信息的预测查找。 在GPLS的基础上提出了绕过网络“空洞”区域的GPLS-H位置服务协议,解决了GPLS-H的数据包在贪婪转发过程中遇到“空洞”区域导致的局部优化问题。协议数据包转发过程中遇到“空洞”区域阻碍数据包的转发时,通过逆时针转发规则选择下一跳节点绕开“空洞”区域把数据包转发到目的节点。提高GPLS-H中位置信息更新和查找的成功率,具有更好的扩展性。 最后使用NS-2模拟分析了GPLS、GPLS-H、CRLS和SLURP等位置服务协议的性能。通过对位置信息查找成功率、位置信息的有效率、查找延时和查找跳数等方面进行分析,模拟显示GPLS和GPLS-H有较高的位置信息查找成功率、位置信息的有效率和较少的查找跳数。当节点高速移动时,采用预测查找的GPLS和GPLS-H的位置信息查找成功率和位置信息的有效率比CRLS和SLURP高。GPLS-H比GPLS高位置信息查找成功率高,数据包绕过“空洞”区域更新和查找节点的位置信息。