基于QoS保障的移动Ad Hoc网络路由协议的研究与仿真

论文摘要

移动自组网是由一系列带有无线收发装置的动态节点所形成的一个多跳临时性自治系统。作为一个的不需要固定基础设施特殊的无线网络，它在民用和军事通信领域占据一席之地提供了有利的保证，成为当前网络研究的热点。随着多媒体应用日益普及，在移动自组网中提供QoS已经逐渐成为自组网研究中的一个重要的研究领域。然而，自组网的无线多跳特性，网络带宽资源有限，网络拓扑结构动态变化，这些都使得在自组网中提供QoS变得更加复杂，给网络研究人员带来了新的挑战。本论文的主要研究目标是利用国内外现有的相关研究成果，对如何在移动自组网中提供具有QoS保证的路由协议展开深入的研究工作。一方面，本文针对移动自组网的特点和应用需求，在综合考虑路径稳定性的基础上，提出了一种基于路径稳定性的QoS路由协议PSF QRP。由于PSF_QRP协议主要以带宽为QoS约束参数，基于路径稳定性来选择路由，减少了由于主机运动引起的链路破裂次数。同时PSF_QRP协议在资源预约过程中采用了主次预约的思想，因而大大增强了所选路径的稳定性，进一步提高了请求成功率。另一方面，在目前的移动自组网路由算法中，主要采用的是传统的单路径方式，然而多路径所具有的稳定和提高网络资源利用率的特性，使得它比单路径更适合于QoS路由的内在要求，多路径路由能为在移动自组网中实现QoS提供更可行和更高效的支持。本文结合移动自组网拓扑结构动态变化的特点，提出了一种适合移动自组网的多路径QoS路由协议MPQRP。通过模拟测试表明：MPQRP协议能够有效地均衡网络负载，提高网络的资源利用率，可以为移动自组网提供可靠而高效的传输性能。在移动自组网中提供QoS保障的研究，目前开展时间还不长，是计算机网络方面有前途的新研究领域。本论文采用了NS2作为仿真平台，比较分析了提出基于QoS保障的协议较原有QoS路由协议的优缺点。本论文得到国家自然科学基金资助项目(批准号：90304018，60672137)和教育部高等学校博士点基金项目(批准号：20060497015)资助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 Ad hoc网络产生的背景
• 1.2 Ad hoc网络的特点
• 1.3 Ad hoc网络的应用领域
• 1.4 Ad hoc网络的研究热点
• 1.5 本文的课题背景及主要工作
• 第2章 Ad hoc的路由协议研究
• 2.1 Ad hoc网络的路由协议概述
• 2.2 Ad Hoc网络路由协议的分类
• 2.2.1 表驱动路由协议和按需路由协议
• 2.2.2 平面式路由协议和分簇式路由协议
• 2.3 典型的Ad Hoc网络路由协议
• 2.3.1 路由表驱动的路由协议
• 2.3.2 按需驱动的路由协议
• 2.3.3 其他的路由协议
• 2.4 典型路由协议的比较
• 第3章 Ad hoc网络QoS技术
• 3.1 Ad hoc网络QoS特性
• 3.2 Ad hoc网络QoS衡量参数
• 3.3 Ad Hoc网络QoS模型
• 3.4 Ad hoc网络QoS路由
• 3.5 Ad hoc网络QoS研究热点
• 3.6 小结
• 第4章 NS2与网络协议仿真
• 4.1 NS2简介
• 4.2 NS2的组成结构
• 4.2.1 NS模块概述
• 4.2.2 NS2组成部分
• 4.3 NS网络仿真
• 4.4 NS2仿真实现过程
• 4.5 建立新协议方法
• QRP协议'>第5章 基于路径稳定性的PSF_QRP协议
• 5.1 概述
• 5.2 带宽问题
• QRP协议'>5.3 PSF_QRP协议
• 5.3.1 协议基本思想
• 5.3.2 路由发现
• 5.3.3 资源预约
• 5.3.4 路由维护
• 5.4 模拟和性能分析
• 5.4.1 模拟环境
• 5.4.2 性能评价参数
• 5.4.3 模拟结果与性能分析
• 第6章 基于多路径的MPQRP协议
• 6.1 概述
• 6.2 网络模型和问题的描述
• 6.3 MPQRP协议
• 6.3.1 MPQRP协议的描述
• 6.3.2 资源预留
• 6.3.3 QoS路由维护
• 6.4 仿真和性能分析
• 6.4.1 仿真环境
• 6.4.2 性能评价参数
• 6.4.3 模拟结果与性能分析
• 6.5 小结
• 第7章 总结和展望
• 7.1 本文的研究成果
• 7.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参研项目情况