机会网络中路由算法的研究与实现

论文摘要

在多跳无线网络中,由于节点移动、稀疏分布、障碍物等原因造成网络分裂或通信中断,进而导致网络性能下降。机会网络正是为解决这些问题而出现的一种新型网络。机会网络利用移动节点之间的机会性接触进行通信,由传统的“存储-转发”扩展为“存储-携带-转发”。本文针对机会网络中节点移动模型和机会转发机制展开了研究工作。节点移动模型的研究和分析对机会网络路由协议的性能评估具有重要意义。本文对随机移动模型和均匀移动模型在AODV（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing）路由协议下分别从“分组成功传递率”、“平均延迟”和“路由开销”这三个参数进行了比较分析。针对随机路点移动模型中节点移动趋势随着时间推移远离边界区域,导致网络节点稳态分布不均匀,以及在均匀移动模型中节点移动距离服从指数分布时均值不易确定问题,提出了一种节点在每一移动周期移动距离服从与网径参数有关的均匀分布的移动模型。仿真结果表明网络的分组投递率得到了提升,同时减小了网络时延和路由开销。机会网络研究的关键问题是路由转发,路由设计的基本问题包括转发集的选择、转发优先级、及冗余转发避免等。针对传染性路由算法的洪泛传染转发机制容易引发节点拥塞的缺陷,本文从利用分组平均转发次数进行拥塞控制的角度对传染性路由进行了改进,其主要思想是:节点缓存队列中的分组按照转发次数的升序排列,如果分组转发次数相同,则按照分组的TTL（Time To Live）值大小排序,即TTL值小的分组排列在TTL值大的分组的前面,当要进行分组发送时,按照分组在缓存中的先后依次发送,如果分组的转发次数大于或等于平均转发次数时,认为分组可能已经到达目的地,将在队列中删除,以腾出缓存空间。本文分别从“分组平均转发数目”、“投递率”、“点对点延迟”、三个参数对传染性路由和联合拥塞控制的传染性路由进行了性能评估。仿真结果表明改进的传染性路由提高了分组投递率,降低了点对点时延及分组平均转发次数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 机会网络的研究现状
• 1.2.1 节点移动模型研究现状
• 1.2.2 机会网络路由研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 机会网络中节点移动模型研究
• 2.1 节点移动模型分析
• 2.1.1 随机路点移动模型
• 2.1.2 随机方向移动模型
• 2.1.3 随机走动移动模型
• 2.1.4 均匀移动模型
• 2.1.5 随机移动模型实现与仿真
• 2.2 基于网径的均匀移动模型
• 2.2.1 移动模型描述
• 2.2.2 移动模型实现
• 2.3 仿真分析
• 2.3.1 仿真环境及相关参数设置
• 2.3.2 仿真结果及分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 联合拥塞控制的传染性路由算法
• 3.1 传染性路由算法分析
• 3.1.1 算法描述
• 3.1.2 算法优缺点分析
• 3.2 算法仿真与结论分析
• 3.2.1 仿真参数设置
• 3.2.2 仿真结果及分析
• 3.3 联合拥塞控制的传染性路由算法
• 3.3.1 算法描述
• 3.3.2 算法实现
• 3.3.3 仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间所发表的学术论文