论文题目: 基于负载均衡的无线自组网关键技术与算法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 郑相全
导师: 郭伟
关键词: 自组网,负载感知,负载均衡,替代路径路由,蚁群优化,跨层设计
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 移动自组网在使用上有很多优点,如可以快速部署,具有自组织功能,非常适合于军用战术环境和民用应急通信。由于自组网的特殊组织形式,固定网络和有中心无线网络的很多协议都无法直接被它采用,因而需要设计专门适用于自组网的协议。其中,MAC协议和路由协议都是自组网设计、研究的主要技术难点,网络的性能如吞吐量、时延及功耗等性能都依赖于所采用的MAC协议和路由协议。本论文针对基于负载均衡的无线自组网关键技术与算法,集中研究了以下几个方面内容:多信道情况下基于负载均衡的MAC协议、基于负载均衡的单径路由协议、结合网络抗毁性和可扩展性的负载均衡替代路径路由协议和概率路由协议。 在自组网中采用多信道是一种新的研究和应用趋势。由于网络中存在着业务流负载和网络资源分布不均匀的情况,并可能导致网络资源的利用率和网络容量的下降。如何在多信道情况下根据各信道当前的负载状况,在各个不同信道间动态进行资源分配和业务流调度控制,避免某些信道因负载过重而发生严重冲突和分组丢失,其他轻负载信道却过于空闲而造成资源浪费,是多信道自组网中进行MAC协议设计时需要考虑的不同信道间的动态业务流均衡分配问题。本文第二章研究了多信道自组网中的负载均衡MAC协议,针对每个多信道网络节点只有一部半双工收发信机、节点分布密度大的应用环境中的多信道分配问题,提出了一种实现各信道业务流均衡分配的MAC协议。仿真结果表明,协议在网络总吞吐量、分组成功发送的平均时延等方面具有优良的性能。 在自组网路由协议的设计中,需要考虑网络中各节点的负载和拥塞情况,在路由选择过程中对网络进行负载均衡,使网络的分组成功递交率、分组传输的平均端到端时延和附加开销等综合性能达到优化。第三章研究了自组网中占重要地位的单径负载均衡路由协议,提出了一种基于跨层负载感知和双向路径重选的自组网负载均衡路由协议(CLBLR)。仿真表明,CLBLR在分组成功递交率、平均端到端时延和路由附加开销等方面具有良好性能,其优良的分布式控制特征能适应自组网的动态环境。
论文目录:
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 自组网概述及图论抽象
1．2 自组网中的协议设计及负载均衡问题
1．2．1 自组网中MAC协议和路由协议设计面临的困难
1．2．2 MAC协议设计
1．2．3 路由协议设计中负载均衡问题的提出
1．2．4 协议设计中的跨层优化问题
1．3 自组网中的负载均衡协议设计方法
1．4 自组网中的单径负载均衡路由协议及方法
1．4．1 单径负载均衡路由协议描述
1．4．2 单径负载均衡路由协议比较
1．5 自组网中的替代路径负载均衡路由协议
1．5．1 替代路径路由的主要研究内容
1．5．2 基于替代路径的负载均衡路由协议
1．6 自组网中的多径负载均衡路由协议
1．7 跨层设计方法
1．8 本文的主要贡献及内容安排
第二章 与节点度无关的按需分配负载均衡多信道MAC协议
2．1 研究背景
2．2 问题描述
2．3 协议设计描述
2．3．1 协议设计思想
2．3．2 邻居节点状态和信道状态的更新
2．3．3 数据信道的均衡选择
2．3．4 协议操作方法及步骤
2．4 协议性能分析与仿真结果
2．4．1 负载均衡性能分析
2．4．2 吞吐量性能分析
2．4．3 仿真结果
2．5 本章小结
第三章 基于跨层负载感知和双向路径重选的负载均衡路由协议
3．1 研究背景
3．2 问题描述
3．3 CLBLR路由协议
3．3．1 协议设计思想
3．3．2 负载信息感知及负载状态判断
3．3．3 负载均衡规则
3．4 协议操作方法及步骤
3．4．1 路由发现过程
3．4．2 路由的自适应调整过程
3．4．3 路由的断链修复过程
3．5 协议性能分析与仿真结果
3．6 本章小结
第四章 基于断链恢复的负载均衡路由协议
4．1 研究背景
4．2 CLBLR-LR
4．2．1 问题描述
4．2．2 CLBLR-LR的基本思想
4．2．3 CLBLR-LR的实现
4．2．4 性能分析
4．3 CLBLR-AP路由协议
4．3．1 问题描述
4．3．2 协议设计思想
4．3．3 协议基本操作
4．3．4 性能分析与仿真结果
4．4 本章小节
第五章 基于蚁群优化的自组网负载均衡路由协议
5．1 研究背景
5．2 问题描述
5．3 蚁群优化算法研究概述
5．3．1 蚁群优化算法的应用及需要解决的问题
5．3．2 基于蚁群优化算法的自组网路由协议研究现状
5．3．3 CALRA需要解决的问题
5．4 CALRA路由协议
5．4．1 几个术语
5．4．2 CALRA协议设计思想
5．4．3 CALRA的网络环境参数
5．4．4 CALRA协议规则
5．5 协议操作步骤描述
5．5．1 路由发现过程
5．5．2 路由维护过程
5．6 协议性能分析与仿真结果
5．7 本章小节
第六章 全文总结
参考文献
致谢
个人简历
作者在攻读博士学位期间发表、录用和投出的论文
作者在攻读博士学位期间参加的科研项目、所获成果
作者在攻读博士学位期间的获奖情况
发布时间: 2005-09-23
参考文献
- [1].移动分布式环境中信任建模关键问题研究[D]. 刘志全.西安电子科技大学2017
- [2].车载自组网的通信策略与协议技术研究[D]. 谢旭.华中科技大学2010
- [3].车载自组网节点定位及频谱分配策略研究[D]. 彭鑫.湖南大学2011
- [4].航空自组网若干关键技术研究[D]. 李杰.国防科学技术大学2015
- [5].战术自组网的关键技术研究[D]. 聂敏.西安电子科技大学2005
- [6].车载自组网路由协议及路径决策模型研究[D]. 朱东杰.哈尔滨工业大学2015
- [7].航空自组网QoS路由技术研究[D]. 谷文哲.北京邮电大学2012
- [8].民用航空自组织网络路由协议研究[D]. 林英撑.重庆大学2014
- [9].车辆自组网物理层性能改进[D]. Abdeldime Mohamed Salih Abdelgader.东南大学2016
- [10].移动自组网络中可扩展性路由策略研究[D]. 周伯生.东南大学2003