一种高效Ad hoc按需路由算法的设计与实现

论文摘要

近年来无线技术为了满足人们自由沟通的需求迅猛发展。其中的一个领域就是不依赖任何已有基础设施的移动Ad hoc 网络。移动Ad hoc 网络有着拓扑变化剧烈和非集中的特性。由于这些特性,传统的路由算法显得不太适合这种特殊环境。大量的针对Ad hoc 网络的路由算法由此产生。AODV 算法就是其中一个较为突出的路由算法,它以一种On-demand 的思想很好的适应了Ad Hoc网络的特点。在本文中,我们提出了一个概念较新的路由算法。我们将其称为HPRT。HPRT路由算法应用和AODV 相同的On-demand 的思想。除此之外,HPRT 路由算法还考虑了链路代价和能量两个因素。通过链路代价的度量,HPRT 路由算法能够将从源结点到目的结点的总的传输次数最小化（包括重传）。这样就使得HPRT 路由算法相比其他Ad hoc 网络路由算法能量消耗更底。HPRT 路由算法中的能量平衡机制使得Ad hoc 网络能够最大限度的保持网络连通性。通过上述两个方面设计上的考虑,我们能够在结点有限能量的情况下,最大限度的提高网络的吞吐率。为了更加真实的反映现实中网络链路的情况,我们开发出了一个位置相关出错模型（Position Based Error Model）。由于NS-2 中还未提供位置相关的操作,我们只好使用数理统计的方法来反映网络中链路的情况,并取得了令人满意的实验结果。除此之外,我们还提出了一个结点间信号相互干扰模型（尚未完成）,虽然HPRT 路由算法中没有使用该模型,但是我们还是在文中给出了它的一般概念。我们通过NS-2 模拟器来进行实验。为了得到一组相同顺序的随机数,我们

论文目录

• 1 引言
• 1.1 背景
• 1.2 目的
• 2 无线网络技术基础
• 2.1 无线移动信道
• 2.2 802.11 标准
• 2.2.1 IEEE 802 介绍
• 2.2.2 802.11 术语和设计
• 2.2.3 802.11 网络类型
• 2.2.4 802.11 MAC 子层
• 2.2.5 802.11 帧结构
• 3 AD HOC 网络
• 3.1 概述
• 3.2 AD HOC 网络的应用
• 3.3 AD HOC 网络特点
• 3.4 与传统网络的比较
• 3.4.1 体系结构
• 3.4.2 地址
• 3.4.3 路由
• 3.5 AD HOC 路由算法
• 3.5.1 Ad hoc 路由的特点
• 3.5.2 Table-driven Ad hoc 路由算法
• 3.5.3 On-demand Ad hoc 路由算法
• 3.5.4 AODV 详解
• 3.5.5 总结
• 4 NS-2 模拟器
• 4.1 NS-2 简介
• 4.2 NS-2 构架库
• 4.2.1 模拟和离散事件模拟
• 4.2.2 结点（node）
• 4.2.3 链路（Link）
• 4.2.4 分组头管理
• 4.2.5 代理（agent）
• 4.3 无线模块
• 4.4 在NS-2 中实现路由算法
• 5 出错模型（ERROR MODEL）
• 5.1 简介
• 5.2 位置相关出错模型（POSITION BASED ERROR MODEL）
• 5.2.1 设计
• 5.2.2 实现
• 5.3 信号间相互干扰出错模型
• 6 HPRT 路由算法
• 6.1 简介
• 6.2 HPRT 设计
• 6.2.1 Hello 机制
• 6.2.2 正向寻路
• 6.2.3 反向建立路由
• 6.2.4 链路修复
• 6.3 HPRT 路由算法实现
• 6.3.1 Hello 机制的实现
• 6.3.2 正向寻路的实现
• 6.3.3 反向建立路由的实现
• 6.3.4 链路修复的实现
• 7 实验结果及结论
• 7.1 HPRT 路由算法实验结果
• 7.2 位置相关出错模型实验结果
• 7.3 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表文章
• 声明
• 致谢