移动自组网虚拟主干网构造算法研究

论文摘要

移动自组网（Mobile Ad Hoc Networks,简称MANET）是在不需要预先部署任何基础设施的情况下,无线终端以随机方式构成的一种分布式的自组织网络环境。作为新型的无线通信网络模式,移动自组网具有广阔的应用前景,正吸引越来越多研究人员的注意。移动自组网本身的随机移动和动态拓扑网络特性,为移动自组网的研究带来了重大的挑战,目前,仍有很多重点和难点的问题,有待进一步的研究和解决。正是由于移动自组网所具有的特点及其潜在的应用价值,本论文展开了对移动自组网技术的研究。对其主要的特点进行分析,同时指出了移动自组网技术的应用领域。论文对移动自组网的一些关键问题进行分析,主要涉及网络体系结构、物理层、MAC机制、网络路由、传输层性能、网络安全等方面,介绍这些关键技术中已有的主要解决方案,以及目前存在的难点和重点问题;分析结果表明,虚拟主干网技术在移动自组网的网络路由、MAC控制、网络安全等各方面具有重要作用,因此,本文主要研究了移动自组网的虚拟主干网技术。论文首先对已有的移动自组网的虚拟主干网算法进行综述分析,将已有虚拟主干网算法分为基于节点本征值和连接状态两种类型,同时也分析了其它类型的算法,指出已有这些算法存在的问题,同时介绍了已有的评价方法;接着,引入随机时隙的网络设计方法,并基于随机时隙的设计思想提出了一个CB-MCDS算法,应用图论中的着色方法进行建模和理论分析,评价算法的性能。为了评价算法的性能,CB-MCDS算法采用4个指标进行评价,即主干节点个数上界、时间复杂度、消息复杂度和拓扑信息。从分析的结果来看,CB-MCDS算法比已有的算法更能有效地构造虚拟主干网,需要的拓扑信息与消息更少,具有更强的可扩展性,更适合移动自组网各种不同的动态拓扑环境。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动自组网
• 1.2 移动自组网特点
• 1.3 应用领域
• 1.4 研究内容
• 第二章 移动自组网技术
• 2.1 移动自组网的体系结构
• 2.2 移动自组网的物理链路层
• 2.3 移动自组网MAC机制
• 2.4 移动自组网的路由技术
• 2.5 移动自组网的可靠传输
• 2.6 移动自组网的跨层设计
• 2.7 移动自组网的安全性
• 2.8 本章小结
• 第三章 移动自组网虚拟主干网算法
• 3.1 虚拟主干网的应用
• 3.2 模型定义和预备知识
• 3.3 基于节点本征值的虚拟主干网算法
• 3.4 基于连接状态的虚拟主干网算法
• 3.5 其它算法
• 3.6 评价指标
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于随机时隙的自组网虚拟主干网算法
• 4.1 基于随机时隙的网络设计与应用
• 4.2 CB-MCDS算法
• 4.2.1 图的线性和回路结构
• 4.2.2 簇头生成算法
• 4.2.3 网关选取算法
• 4.2.4 算法优化
• 4.3 算法性能分析和比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与下一步工作
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果