Ad Hoc网络拓扑重构方案的设计与仿真

论文摘要

Ad Hoc网络是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的一个多跳、临时性、无中心网络,因其在军事、抢险救灾等领域中的重要应用而受到广泛关注。Ad Hoc网络分布式组网、节点移动性强、无线信道等特点使网络拓扑容易遭遇故障,导致网络性能下降,Ad Hoc网络重构问题的研究对于保证网络的可靠性、抗毁性和健壮性具有重要的作用。研究Ad Hoc网络拓扑重构问题,将Ad Hoc网络拓扑重构分为重构触发和重构实现两个阶段。在重构触发阶段,设计基于有向图的拓扑级故障诊断算法,将网络拓扑级故障分为单节点不可达、不可达节点构成连通子图和不可达节点不能构成连通子图三类,分别设计故障模型,通过故障模型之间的转化,比较节点和链路故障概率,从而定位故障。在重构实现阶段,首先利用Ad Hoc网络路由协议的维护机制实现路由重构,恢复路由；对路由重构无法恢复的故障,设计基于k跳邻域扩散连通恢复的拓扑重构方案；网络恢复连通后,基于拓扑的高效性设计拓扑优化方案。使用NS2网络模拟软件对所提Ad Hoc网络拓扑重构方案进行仿真,结果表明,网络发生故障时,随网络规模的增大和拓扑变化频率的提高,基于图的拓扑级故障诊断算法均能以较高的正判率定位故障；采用拓扑重构实现方案,能使网络有效恢复连通性,使成功分组投递率、传输延时和控制开销等网络性能得到改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 Ad Hoc网络概述
• 1.2 Ad Hoc网络拓扑重构问题的提出
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 论文组成
• 第2章 网络拓扑重构技术的研究现状
• 2.1 Ad Hoc网络拓扑重构概述
• 2.2 故障诊断方法研究现状
• 2.2.1 有线网的故障诊断技术
• 2.2.2 自组网的故障诊断技术
• 2.3 拓扑重构技术研究现状
• 2.3.1 拓扑重构概述
• 2.3.2 拓扑重构的分类
• 2.3.3 拓扑重构的实现机制
• 2.3.4 典型算法介绍
• 2.4 小结
• 第3章 Ad Hoc网络拓扑重构方案设计
• 3.1 拓扑重构方案的基本思想
• 3.2 拓扑重构触发的方案设计
• 3.2.1 定义及假设
• 3.2.2 节点和链路的故障概率函数
• 3.2.3 故障模型的建立
• 3.2.4 故障诊断
• 3.3 拓扑重构实现方案设计
• 3.3.1 定义及假设
• 3.3.2 拓扑连通性恢复
• 3.3.3 拓扑优化
• 3.4 小结
• 第4章 Ad Hoc网络拓扑重构的实现及仿真分析
• 4.1 NS简介
• 4.2 重构触发在NS2中的实现
• 4.2.1 信息采集
• 4.2.2 故障诊断
• 4.3 重构实现在NS2中的实现
• 4.3.1 连通性恢复
• 4.3.2 网络拓扑优化
• 4.4 仿真结果及性能分析
• 4.4.1 故障诊断性能分析
• 4.4.2 拓扑重构实现后网络性能分析
• 4.5 小结
• 第5章 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 未来工作的展望
• 参考文献
• 致谢