Ad Hoc网络中广播算法的研究

论文摘要

无线自组织网络(Ad Hoc)是当前无线通信领域一种新的、正在发展的网络技术,它正在迅速地从军事通信渗透到相关的民用通信领域。在移动无线自组网中,广播被广泛地用于路由发现、地址解析和许多其它的网络服务中。在Ad Hoc中,并不是每个节点都是直接相互通信的,所以一个广播包可能会被许多节点转发以保证这个包到达Ad Hoc中的所有节点。由此可知,一个低效的广播算法可能会导致产生许多冗余的转发包,所以广播的效率对Ad Hoc的性能有重要的意义。一个良好的广播算法是进行无线路由协议研究的关键和前提。在研究了前人所提出的广播算法之后,本文就广播算法分别从两个方面进行研究和探讨:网络中节点转发概率的研究以及广播节点的邻居节点分布情况的研究。对网络中节点转发概率的研究主要是实现根据距离动态调整转发概率。改进后的算法以概率算法为基础,参考转发节点间的距离,针对各种网络结构设置最佳概率值。通过对算法进行测试,验证了根据距离动态调整转发概率的基本功能的实现,对算法的可达性能和广播包数目也进行了测试分析。动态调整节点转发概率的实现为减少广播风暴对网络影响的目标提供了一种可靠、有效的方案。本文主要分析了广播节点的邻居节点分布情况,以使广播节点的覆盖范围最大化。参考概率算法和计数器算法,通过邻居节点与转发节点发送范围边界上均匀分布点的位置关系,以及网络中节点的分布密度动态地调整转发概率,探讨出对原有算法的改进方案。使用NS2对算法进行仿真实现和性能测试,结果表明:采用均匀分布在节点发送范围边界上的邻居节点,可以达到比概率算法和计数器算法更高的可达性;适当的概率值使得网络工作状态良好,没有明显的广播包冗余。对广播节点的邻居节点分布的研究是对基于几何广播算法问题的一种探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作及结构
• 1.3.1 主要工作
• 1.3.2 组织安排
• 第二章 AD HOC 网络中的广播风暴问题
• 2.1 IEEE 802.11 简介
• 2.2 AD HOC无线网络
• 2.2.1 Ad Hoc 网络的定义
• 2.2.2 Ad Hoc 网络的特点和用途
• 2.2.3 与其它无线通信系统的比较
• 2.3 AD HOC网络中的路由协议
• 2.3.1 DSR
• 2.3.2 AODV
• 2.3.3 OLSR
• 2.3.4 TBRPF
• 2.4 AD HOC网络中的广播及其特征
• 2.5 广播风暴的产生
• 2.5.1 广播信息冗余分析
• 2.5.2 信道争抢的分析
• 2.5.3 信号碰撞的分析
• 2.6 解决广播风暴的机制
• 2.6.1 概率型算法
• 2.6.2 基于计数器算法
• 2.6.3 基于距离算法
• 2.6.4 基于位置算法
• 2.6.5 基于角度算法
• 2.6.6 基于分簇算法
• 2.7 各种机制的比较
• 2.7.1 比较参数
• 2.7.2 各个机制的参数比较
• 第三章 基于距离的广播算法的改进
• 3.1 转播概率分析
• 3.2 基于距离的动态概率算法
• 3.2.1 算法描述
• 3.2.2 距离门限值和转播概率的选取
• 3.3 NS2 网络仿真环境
• 3.3.1 NS2 内核总体结构
• 3.3.2 NS2 仿真软件工作机制
• 3.3.3 移动Ad Hoc 网络仿真
• 3.4 实验及结果
• 3.4.1 随机场景的生成
• 3.4.2 随机场景的生成
• 3.4.3 设置无线传输范围
• 3.4.4 仿真参数
• 3.4.5 实验结果
• 第四章 基于动态均匀区域的广播算法
• 4.1 动态均匀区域
• 4.1.1 单跳广播转播
• 4.1.2 多跳广播转播
• 4.2 算法描述
• 4.3 实验及结果
• 4.3.1 仿真实验
• 4.3.2 实验结果
• 第五章 结论和未来工作
• 5.1 结论
• 5.2 未来工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文