无线传感器网络与车载自组网路由技术研究

论文摘要

无线自组网是由一组带有无线收发装置的节点所组成的一个多跳自组织系统,是目前网络研究中的热点问题,吸引了众多研究者和研究机构的注意力。许多研究工作通过研究不同应用下的网络层特性,提出了一系列路由协议,并不断改进各方面性能。近年来无线自组网出现了几个新的研究分支,本文就以无线传感器网络（Wireless Sensor Networks）和无线车载自组网络（Vehicular Ad-hocNetworks）为研究背景,对这两种网络中的路由技术展开了研究。本文首先通过参考大量前人在无线传感器网络与车载自组网路由协议方面所作的文献,对他们进行分类比较研究,并根据实际应用场景分析其特性。通过对现有的无线自组网路由协议的总结与分析,对我们改进和提出新的无线传感器网络与车载自组网路由协议打下理论基础。随着研究的进展,相对于单发送节点-单接收节点的通信模式,传感器网络内多接收节点的应用场景不断涌现,点到多点通信模式的多播技术逐渐成为传感器网络研究的一个新热点。论文提出了一种轻量级、完全分布式的无线传感器网络多播路由协议LDMRP,该协议基于源节点到接收节点的最短路径,由源节点按需生成多播寻径控制报文,中间节点进行全网泛洪转发,接收节点根据控制报文携带的路径信息选择加入多播组。该协议通过使用多播路径上的共享链路减少数据报文的重复传输,从而有效地节约网络带宽,提高数据报文到达率。经过模拟实验证明,LDMRP协议具有较低的控制开销和较高的可靠性,是一种通用的多播路由协议。此外,本文还针对车载自组网的服务模式、运行特点,提出了一种面向服务的分布式路由协议SORS。SORS协议通过重用服务发现的路径、整合服务发现和路由建立过程,使在路由协议之上使用单独的服务发现协议不再必要;根据车载自组网拓扑变化规律,SORS协议设计了一种分布式路由维护机制:由已建立路径上的各个节点独立维护本地的路由,保证本地链路的完整性和有效性;此外,SORS协议还提出一种基于预测转发的机制以解决车载自组网中网络分隔问题。通过模拟实验验证了本文方案的可行性和有效性。与传统移动自组网中的路由协议相比,本文路由方法在节点快速移动的车载自组网中能获得更好的性能。

论文目录

• 目录
• 图表目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无线自组网概念和特点
• 1.1.1 无线自组网概念
• 1.1.2 无线自组网特点
• 1.2 无线自组网的发展
• 1.2.1 无线传感器网络
• 1.2.2 车载自组网络
• 1.3 无线传感器网络与车载自组网研究热点
• 1.3.1 无线传感器网络研究热点
• 1.3.2 车载自组网络研究热点
• 1.4 研究内容
• 1.5 本文结构
• 第二章 传感器网络与车载自组网研究
• 2.1 传感器网络研究
• 2.1.1 传感器网络路由协议分类比较
• 2.1.2 传感器网络应用现状
• 2.1.3 传感器网络应用中的重要特性
• 2.2 车载自组网路由研究
• 第三章 轻量级传感器网络多播路由协议
• 3.1 概述
• 3.1.1 传感器网络与移动自组网的差异
• 3.1.2 传感器网络多播路由协议的设计要求
• 3.2 相关工作
• 3.3 轻量级分布式多播路由协议
• 3.3.1 协议基本思想
• 3.3.2 LDMRP协议中的数据结构
• 3.3.3 LDMRP多播路由建立过程
• 3.3.4 中间节点转发表的维护
• 3.4 模拟与性能分析
• 3.4.1 模拟实验环境
• 3.4.2 模拟结果与性能分析
• 3.5 小结
• 第四章 面向服务的车载自组网路由机制
• 4.1 概述
• 4.2 相关工作
• 4.3 车载自组网模型
• 4.4 面向服务的车载自组网路由机制
• 4.4.1 面向服务的路由建立
• 4.4.2 局部路由维护
• 4.4.3 全局路由维护
• 4.4.4 数据传递
• 4.4.5 网络分隔管理
• 4.5 模拟与性能分析
• 4.5.1 模拟实验环境
• 4.5.2 模拟结果与性能分析
• 4.6 小结
• 第五章 总结和展望
• 5.1 本文的研究成果
• 5.2 进一步的工作
• 参考文献
• 参加科研工作情况
• 攻读硕士期间撰写的论文
• 致谢