无线Ad hoc网络节能路由协议研究

论文摘要

无线Ad hoc网络（Wireless Ad Hoc Network）是一种无基础设施的移动无线网络。网络由一组无线移动通信节点组成。是一种无中心节点、多跳连接、自组织、能量受限的网络。无线Ad hoc网络的这些特性使它成为与有线网络、有中心无线网络差别很大的网络。路由协议是研究网络中的节点如何建立从信源到信宿的通信路径并将信息正确地从信源传送到信宿的方法。无线Ad hoc网络由于其自身的特点使得它的路由协议与运行与有线网络和有中心无线网络中的路由协议有很大的不同。在设计中必须要考虑无线自组网无中心、多跳、自组织、能量受限的特点,路由协议已经成为了无线自组网协议栈中的研究重点和难点。本文首先简要介绍了无线Ad hoc网络的现状及发展前景,无线Ad hoc网络的基本概念,网络特点,网络体系结构和面临的一系列问题。然后,基于无线Ad hoc网络的网络环境,对网络中的节能机制和跨层设计方法进行了分析,并在第四章中提出了一种基于洪泛抑制的节能路由协议,形成了CAODV（Cross-layer AODV routing Protocol）。第五章中采用OPNET系统仿真工具搭建了无线Ad hoc网络的仿真平台,在此平台的基础上,对AODV,CAODV协议进行了比较分析,仿真结果表明,CAODV协议在数据包成功发送、RREQ报文抑制、路由建立时间、协议开销和协议能量消耗等方面取得较好性能,为实际系统的设计和规划提供了参考算法、参考模型和参考数据。最后,第六章对全文进行了总结,回顾了前面所述的研究工作,并根据目前的情况对未来的研究方向作了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无线 Ad hoc 网络的特点及应用
• 1.2.1 无线Ad hoc 网络的特点
• 1.2.2 无线Ad hoc 网络的应用
• 1.3 无线 Ad hoc 网络的体系结构
• 1.3.1 节点结构
• 1.3.2 网络拓扑
• 1.3.3 协议栈
• 1.4 无线 Ad hoc 网络的发展现状
• 1.5 无线 Ad hoc 网络中的研究难点
• 1.5.1 无线Ad hoc 网络层次结构
• 1.5.2 无线Ad hoc 网络MAC 算法
• 1.5.3 无线Ad hoc 网络路由算法
• 1.6 本文的研究目标研究内容及内容安排
• 第二章 无线 Ad hoc 网络的节能机制
• 2.1 无线 Ad hoc 网络中 MAC 层节能机制
• 2.1.1 报文驱动的节能机制
• 2.1.2 时间驱动的节能机制
• 2.1.3 几种典型的MAC 层节能协议性能比较
• 2.2 无线 Ad hoc 网络中 2.5 层节能机制
• 2.2.1 保留连通主干集的节能机制
• 2.2.2 按需节能机制
• 2.3 无线 Ad hoc 网络中网络层节能机制
• 2.3.1 最小总传输功率路由
• 2.3.2 能量均衡消耗路由
• 2.4 本章小结
• 第三章 无线 Ad hoc 网络中的跨层设计
• 3.1 跨层设计的原则和目标
• 3.2 跨层设计方法
• 3.2.1 跨层设计策略
• 3.2.2 跨层信令交互方式
• 3.3 无线 Ad hoc 网络跨层设计的难点和挑战
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于洪泛抑制的节能路由协议
• 4.1 AODV 路由协议
• 4.1.1 AODV 的路由发现和维护
• 4.1.2 AODV 协议的HELLO 消息机制
• 4.2 现有的洪泛抑制方法及存在的问题
• 4.3 基于跨层设计的AODV 路由协议
• 4.3.1 CAODV 协议设计框架
• 4.3.2 CAODV 实现机制
• 4.3.3 CAODV 协议的实现
• 4.3.3.1 节点RREQ 报文退避时间的设置
• 4.3.3.2 节点邻居信息交互
• 4.3.3.3 高效广播
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真工具及仿真结果分析
• 5.1 仿真工具
• 5.2 仿真场景
• 5.3 节点移动模型
• 5.4 节点业务模型
• 5.5 协议性能指标
• 5.6 仿真结果及分析
• 5.7 本章小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表、录用的论文
• 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目