基于AODV的无线传感网路由算法研究

论文摘要

随着移动通信、互联网通信技术的不断推陈出新,用户移动业务需求的日渐提升,移动互联网时代悄然到来。新时代对嵌入式技术、微系统技术和无线接入技术的标准都提出了新的挑战,也促使继承传感器、通信、计算机技术的无线传感网络凭借它简易组网、灵活架设的特性正越来越多地受到研究者的关注。无线传感网源自传统Ad hoc网,考虑到其中路由算法与应用紧密结合,近年来多种针对无线传感网的路由算法被提出。无线传感网中,网络中的每个节点既是主机也可作为路由器,通过对多跳网络的构造,数据可以通过邻接节点的转发直到目的地,这样节点间通信不再需要固定的接入点转接,减少了通道拥塞的可能性,提高了网络性能。本文先对无线传感网的典型路由算法、特点及应用做了研究分析。接着对AODV这种业界颇为流行的按需路由协议从网络架构、吞吐量、拓扑频率变化等方面针对特定应用环境进行比较。然后重点考虑了路由判断指标,找到主要的改进方法是在无线传感网中采用新的路由判断指标来代替原有的最小跳量化路由的方式。本文主要的工作量在原有网络架构的基础上,对无线传感网的路由判决程序作相应的修改,加入期望传输次数模块,通过计算单位时间里传送的路由探测报文数来测量通信链路转发成功率来计算出该链路期望传输次数路由判断指标。本文使用NS2仿真工具对基于AODV的新路由算法和AODV应用在无线抄表传感网中进行仿真对比。在传输数据包的期间,先查询链路的新路由判断指标。实验结果表明,改进型协议比AODV提高了网络吞吐量,同时验证了时延基本保持不变。经过对该算法的仿真测试,证明该算法使无线传感网的吞吐量性能达到了预期效果,最后提出了以后进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外相关研究现状
• 1.4 本文的主要内容和结构安排
• 1.5 本章小结
• 第2章 无线传感网路由算法综述及应用分析
• 2.1 无线传感网路由算法简述
• 2.2 无线传感网路由算法特殊性
• 2.3 无线传感网路由协议的分类
• 2.3.1 平面路由协议
• 2.3.2 层次路由协议
• 2.4 无线传感网系统结构及路由适应性分析
• 2.4.1 无线传感网体系结构
• 2.4.2 无线传感网路由适应性分析
• 2.5 无线传感网关键技术和性能指标
• 2.5.1 关键技术
• 2.5.2 性能指标
• 2.6 无线传感网的应用
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于AODV路由协议吞吐率改进的研究
• 3.1 简介
• 3.2 AODV路由协议原理
• 3.2.1 AODV路由运行机制
• 3.2.2 AODV路由表内容
• 3.2.3 AODV路由控制信息
• 3.3 路由判决指标
• 3.3.1 路由判决指标“最小跳”存在的问题
• 3.3.2 新型路由判决指标“ETX”
• 3.4 本章小结
• 第4章 AODV路由算法改进方案
• 4.1 路由协议改进思想
• 4.1.1 ETX的主要模块及功能
• 4.1.2 ETX模块的数据流图
• 4.2 ETX核心模块的实现
• 4.2.1 ETX模块的数据流图
• 4.2.2 ETX的邻居模块
• 4.2.3 ETX的控制模块
• 4.2.4 ETX的路由表模块
• 4.2.5 ETX的Hello模块
• 4.3 应用程序及其模块的实现
• 4.3.1 探测包的格式设计
• 4.3.2 定时程序的具体时间
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于AODV协议改进型算法的性能评估
• 5.1 网络配置
• 5.1.1 仿真工具NS-2介绍
• 5.1.2 仿真流程
• 5.1.3 NS-2无线节点模型
• 5.2 NS-2环境中添加ETX模块代码
• 5.2.1 网络模型
• 5.2.2 实验环境
• 5.3 仿真参数设置
• 5.4 仿真结果分析
• 5.5 关于网络拓扑变更问题的考虑
• 5.6 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 本文主要工作
• 6.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要