在两跳拓扑环境下对AODV协议的改进

论文摘要

随着科技的发展,便携式计算机和掌上型电脑日益普遍,无线通信技术得到迅速发展。Ad Hoc网络是移动网络的一种特殊形式,不需要固定的基站,由一组带有无线收发装置的自主的无线节点或终端通过相互合作形成的网络,是一种自创造、自组织和自管理的网络。Ad Hoc网络路由机制必须适应网络三个不断变化的基本特征:移动节点的总体密度,节点到节点的拓扑,网络的使用模式。目前Ad Hoc网络的路由协议有表驱动路由协议和按需路由协议。从移动自组网的移动性,拓扑动态性,带宽受限,功率约束等特点来看,按需驱动路由更能适应移动Ad Hoc网络的需要。本文首先阐述了课题研究的意义、目的和国内外研究现状及发展趋势。然后基于无线移动自组织网的网络环境,对Ad Hoc网络的一种AODV路由协议进行深入分析。提出一种两跳拓扑结构的概念,采用AODV路由协议作为网络层协议,并且改进了传统的AODV路由协议算法,形成了改进的2hop-AODV路由协议算法。2hop-AODV协议中,每个节点通过周期性的发送HELLO消息,掌握自己两跳邻居范围内的拓扑结构,路由表添加了记录下两跳的域。这样,在路由发现过程通过报文携带的信息,记录下正向路由及反向路由的前两跳信息。在发起路由请求的过程中,一旦节点发现目的节点在自己的两跳范围内,立刻做出应答,从而凭借这种提前应答,减少路由寻找时延,也就减少了分组交付时延。本文采用目前流行的仿真平台NS2,在此平台的基础上,实现了2hop-AODV路由协议算法。通过仿真比较传统的AODV路由协议和改进的2hop-AODV路由协议的性能,验证了2hop-AODV协议算法在时延方面的性能明显优于原AODV协议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 本课题研究来源及意义
• 1.3 本论文的安排
• 第二章 移动 Ad Hoc 网络的相关研究
• 2.1 移动 Ad Hoc 网络概念
• 2.2 移动 Ad Hoc 网络特点
• 2.3 移动 Ad Hoc 网络路由协议
• 2.3.1 表驱动路由协议
• 2.3.2 按需驱动路由协议
• 第三章 AODV 的相关研究
• 3.1 移动 Ad Hoc 网络路由协议面临的问题和要求
• 3.1.1 移动Ad Hoc 网络协议面临的问题
• 3.1.2 移动Ad Hoc 网络对路由协议的要求
• 3.2 AODV 协议机制
• 3.2.1 AODV 概述
• 3.2.2 路由发现
• 3.2.3 路由的维持
• 3.2.4 路由修复
• 3.2.5 路由拆除
• 3.3 AODV 协议自身的优化
• 3.3.1 扩展环搜索
• 3.3.2 无偿路由回复
• 3.3.3 单向链路避免
• 第四章 Ad Hoc 网络中的链路探测
• 4.1 分布式协调功能DCF
• 4.2 HELLO 消息机制
• 4.2.1 OLSR 中的HELLO 机制
• 4.2.2 AODV 中的HELLO 消息
• 4.3 两跳拓扑结构的设计
• 4.3.1 邻居表数据结构
• 4.3.2 链路滞后作用和两跳邻居面临的问题
• 4.3.3 改进的HELLO 机制
• 第五章 基于两跳邻居的AODV
• 5.1 RREQ 报文的广播改进
• 5.1.1 多点中继（MPR）机制及算法
• 5.1.2 基于多点中继续的RREQ 广播
• 5.2 提前应答
• 5.3 序列号机制
• 5.3.1 AODV 路由协议序列号的维护
• 5.3.2 提前应答带来的序列号问题
• 5.3.3 提前应答的序列号解决方案
• 5.4 两跳拓扑环境下AODV 协议的路由建立
• 5.4.1 路由寻找的基本思路
• 5.4.2 两跳内的数据通信
• 5.4.3 正反向路由的建立
• 5.4.4 路由修复
• 第六章 NS2 仿真
• 6.1 NS2 简介
• 6.2 NS2 的层次结构和无线模拟
• 6.2.1 NS2 的原理和模型
• 6.2.2 NS2 的各个网络组件
• 6.2.3 NS2 的无线模型和移动节点
• 6.3 NS2 的网络仿真
• 第七章 仿真与结果分析
• 7.1 仿真参数设置
• 7.1.1 网络性能评估参数
• 7.1.2 仿真参数设置
• 7.2 仿真结果分析
• 7.2.1 TRACE 文件分析
• 7.2.2 性能比较的二维图显示
• 7.2.3 数据与图形分析
• 第八章 结束语
• 8.1 总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间研究成果