移动Ad hoc网络路由算法研究

论文摘要

无线通信技术和计算机网络技术的快速发展为无线移动通信网络奠定了基础。移动ad hoc网络正是在此环境下诞生的,并逐渐成为当前移动网络研究的重点。它不需要固定基础设施的支持,能够在不能或不便利用现有网络基础设施的情况下提供一种通信平台,从而拓宽移动通信网络的应用场合,可广泛应用于国防战备、抢险救灾、应对突发事件等无法得到有线网络支持或临时需要通信的环境,是下一代网络的重要组成部分。路由技术担负着为数据分组寻找路由和将其传送到目的地的任务,是移动adhoc网络中的一项关键技术,而路由算法和协议则是路由技术的核心内容,直接关系到成功率、吞吐率和时延等网络性能的优劣。移动ad hoc网络中不存在固定的基础设施,如基站等;每个节点都兼有终端及路由功能,可以为其它的节点转发数据包。如何在众多节点中合理高效地分配无线资源以及在源节点和目的节点间建立稳定有效的路由成为移动ad hoc网络的核心问题。移动ad hoc网络所具有的分布式、多跳、自组织、动态拓扑、时变信道、资源受限等特点,使得传统的有线网和有中心无线网络的路由算法和协议无法在移动ad hoc网络中直接应用。为此需要根据移动ad hoc网络的特点设计专门的路由算法和协议,而这些特点也给路由算法和协议的设计带来具大的挑战。本文针对移动ad hoc网络中的路由技术,对移动ad hoc网络中的基于拓扑和基于位置的两大类路由算法和协议进行了总结和分析,集中研究了以下几个方面的内容:基于位置的无信标的路由算法,基于拓扑和基于位置路由算法的性能比较,基于拓扑和位置信息的混合路由算法,以及利用位置信息对动态源路由的路由维护进行改进的算法。主要的研究成果如下:1.基于位置的路由算法根据其路由决定是否需要邻近节点的位置信息可以分为两类:有信标的路由算法和无信标的路由算法。有信标的路由算法需要周期性的信标来维护邻近节点的位置信息,从而根据邻节点的位置信息来做出明确的路由决定。周期性的信标的使用占用了大量的宝贵的无线资源。无信标的路由算法不需要任何周期性的消息来维护邻近节点的位置信息,它的路由决定是由所有接收到数据包的节点根据其相对于发送节点和目的节点的位置信息来做出的。针对已有的基于位置的贪婪路由策略中仅仅考虑了进程或方向中一个度量的缺陷,本文定义了一种结合了传统的进程和方向的综合度量指标-改进进程,使用此度量寻找到的路由在进程和方向上的综合指标得到提高。将此新的度量与无信标的贪婪转发策略相结合,提出了改进进程的基于

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 MANET 的研究背景
• 1.2 MANET 的发展历史
• 1.3 MANET 的特点及应用
• 1.4 MANET 的发展现状
• 1.5 存在问题及研究难点
• 1.5.1 移动Ad hoc 网络层次结构
• 1.5.2 移动Ad hoc 网络 MAC 算法
• 1.5.3 移动Ad hoc 网络路由算法
• 1.6 研究方法
• 1.7 本章小结及章节安排
• 第二章 移动 AD HOC 网络基于拓扑路由算法
• 2.1 MANET 路由的特点和面临的问题
• 2.2 MANET 路由的设计原则
• 2.3 MANET 路由协议的性能衡量标准
• 2.4 基于拓扑路由
• 2.4.1 单播路由
• 2.4.2 多播路由
• 2.4.3 分层路由
• 2.5 先应路由
• 2.5.1 DSDV（Destination-Sequenced Distance-Vector）
• 2.5.2 WRP（Wireless Routing Protocol）
• 2.5.3 GSR（Global State Routing）
• 2.5.4 HSR（Hierarchical State Routing）
• 2.5.5 FSR（Fisheye State Routing）
• 2.5.6 STAR（source-tree adaptive routing）
• 2.5.7 MMWN（multimedia support in mobile wireless networks）
• 2.5.8 CGSR（cluster-head gateway switch routing）
• 2.5.9 OLSR（optimized link state routing）
• 2.5.10 TBRPF（topology broadcast reverse path forwarding）
• 2.5.11 CEDAR（Core Extraction Distributed Ad hoc Routing）
• 2.5.12 先应路由协议小结
• 2.6 后应路由
• 2.6.1 DSR（Dynamic Source Routing）
• 2.6.2 AODV（Ad hoc On demand Distance Vector）
• 2.6.3 TORA（Temporally-Ordered Routing Algorithm）
• 2.6.4 ROAM（routing on-demand acyclic multi-path）
• 2.6.5 LMR（light-weight mobile routing）
• 2.6.6 ABR(associativity-based routing
• 2.6.7 SSA（signal stability adaptive）
• 2.6.8 RDMAR（relative distance micro-discovery ad hoc routing）
• 2.6.9 LAR（location-aided routing）
• 2.6.10 ARA（ant-colony-based routing algorithm）
• 2.6.11 FROP（flow oriented routing protocol）
• 2.6.12 CBRP（cluster-based routing protocol）
• 2.6.13 后应路由协议小结
• 2.7 混合路由
• 2.7.1 ZRP（Zone Routing Protocol）
• 2.7.2 ZHLS（Zone-based Hierarchical Link State）
• 2.7.3 SLURP（Scalable Location Update Routing Protocol）
• 2.7.4 DST（Distributed Spanning Trees based Routing Protocol）
• 2.7.5 DDR（Distributed Dynamic Routing）
• 2.7.6 混合路由小结
• 第三章 改进进程的基于位置的无信标路由算法
• 3.1 基于位置的路由算法的基本原则和问题
• 3.2 位置服务
• 3.2.1 DREAM（移动距离效应路由算法）
• 3.2.2 Quorum-based Location Service
• 3.2.3 网格定位服务（Grid Location Service）
• 3.2.4 Homezone
• 3.3 转发策略
• 3.3.1 贪婪转发
• 3.3.2 方向受限的泛洪
• 3.3.3 分层路由
• 3.3.4 转发策略比较
• 3.4 改进进程的基于位置的无信标的路由算法
• 3.4.1 算法概述
• 3.4.2 改进的进程
• 3.4.3 延迟函数和转发区域
• 3.4.4 算法仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于位置和基于拓扑的混合路由算法
• 4.1 DSR 路由算法分析、建模与仿真
• 4.1.1 DSR 路由协议概述
• 4.1.2 DSR 的路由发现
• 4.1.3 DSR 的路由维护
• 4.1.4 DSR 的建模
• PBBLR 与DSR 的性能比较'>4.2 I_PBBLR 与DSR 的性能比较
• 4.2.1 相关工作
• 4.2.2 仿真环境
• 4.2.3 性能度量
• 4.2.4 仿真结果
• 4.2.5 业务量对性能的影响
• 4.3 基于拓扑和基于位置的混合路由算法
• 4.3.1 问题的提出
• 4.3.2 基于位置和拓扑的混合路由算法
• 4.3.3 网络模型
• 4.3.4 包的发送成功率
• 4.3.5 端到端延迟
• 4.3.6 路由开销
• 4.4 本章小结
• 第五章 利用位置信息对 DSR 进行路由维护的算法
• 5.1 DSR 的路由维护
• 5.1.1 包的抢救
• 5.1.2 自动地缩短路由
• 5.1.3 路由错误消息的传播
• 5.1.4 缓存错误消息
• 5.2 利用位置信息对DSR 进行路由维护的算法
• 5.2.1 问题的提出
• 5.2.2 利用位置信息对 DSR 进行路由维护的算法
• 5.3 算法仿真及结果
• 5.3.1 网络模型
• 5.3.2 包的发送成功率
• 5.3.3 端到端延迟
• 5.4 DSR 路由维护的另一设想
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间完成的学术论文
• 致谢