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Ad-hoc网络中的路由协议研究

王研  
【摘要】:Ad hoc网络是没有基础设施的自组织对等式多跳无线网络,网络中的每个节点要同时扮演路由器和客户机两个角色,要负责动态地发现能够直接通信的邻居节点。由于客观条件的限制,Ad hoc网络具有带宽小,能量有限,拓扑结构经常变化的特点。 Ad hoc网络的主要研究领域有网络规模,电源效率,网络服务质量(QoS),网络安全,节点移动性等等。由于无线节点的不规则运动特性,Ad hoc网络中的节点连接经常崩溃,造成数据包的丢失。路由算法是Ad hoc网络研究的核心,针对Ad hoc网络的绝大多数研究都是对于路由算法的研究。本文主要研究了如何通过改进选路机制,减轻节点移动性给网络可靠性带来的不利影响。 目前,很多针对Ad hoc网络移动性的研究都利用移动节点的GPS数据,计算节点的速度,利用得到的数据来影响路径的选择。然而很多情况下节点的速度并不能准确地预示连接是否稳定,因为导致连接崩溃,数据包丢失的是节点的相对位移而不是绝对位移。大多数的路由协议采用默认的最短路径,或同为最短路径的最优路径作为数据传输通路,有时这也是不明智的,因为并非总是最短的路径可以提供最可靠的传输服务。 本文使用节点相对移动速度作为路径选择机制的重要参数,相对速度对于节点之间的连接状况有更准确的指导意义。利用节点与邻居节点的连接关系,可以动态地计算并更新每个节点的相对速度。根据每个节点的相对速度,整个路径的移动性期望可以顺利得到,每条路径的移动性期望都会影响目的节点的选路决定。 本文提出了一个新路由协议AD-AODV,AD-AODV协议利用比较参数M进行路径选择,M标识了源节点到目的节点之间不同路径的综合稳定程度,路径移动性期望和路径的跳数共同影响着M值。引入比较参数M,可以扩大候选路径的范围,这意味着那些跳数较多的路径也有可能被目的节点选择为数据通道。有别于传统AODV协议默认选择的最短路径机制,AD-AODV协议选择M值最小的路径作为最终的数据通路。 我们在Network Simulator-2(NS-2)平台上做了大量的协议模拟实验。实验中搭建的无线节点运动场景由setdest工具自动生成,为了降低数据的偶然性,最终的实验数据是30次模拟实验数据的平均值。基于无线节点速度的变化和无线节点个数的变化,绘制了数据包传送率的变化曲线,并通过与其他两种协议中的路由算法的对比,AD-AODV的优越性和有效性得到验证。


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