Ad-hoc网络中改进AODV路由协议的研究

论文摘要

Ad-hoc是由带有无线收发装置的移动节点组成的多跳、自组织的无线网络,具有动态变化的拓扑结构。Ad-hoc网络的部署无需任何固定的基础网络设施,常应用在军事、救灾、个人通信、无线传感器网络等领域。由于Ad-hoc网络拓扑结构频繁变化,传统的Internet路由协议不能很好的满足网络路由性能需求,因此开发性能良好的路由协议便成为Ad-hoc网络研究的一个重点。论文对Ad-hoc按需距离矢量（ A ODV）协议的基本原理进行了深入的研究,探讨了其路由发现过程中存在的两个缺陷:路由发现频率高,带来较大的路由开销;路由判据过于简单。针对提出的两个缺点,论文分别提出了相应的改进方案。（1） AODV协议的路由发现过程中,仅有源节点参与路由学习,为了获取更多的路由信息,节点需要进行额外的路由发现操作,这也带来了更多的路由开销和数据发送等待时延。论文提出了基于第一跳节点累积的AODV路由协议改进方案,即AODV-FA路由协议。AODV-FA协议利用DSR协议的源路由策略将第一跳节点的地址信息添加到路由消息中。中间节点接收路由消息后,建立或者更新到达第一跳节点的路由。由泛洪的重要属性可知,中间节点建立到达第一跳节点的路由,即确定了到达源节点的不相交路由。不相交路由中断相互独立,保证了节点之间的稳定连接,提供了一定的链路中断冗余机制;在网络负载较大时,节点之间的不相交路由还能够实现负载均衡。（2） AODV路由协议以跳数作为路由判据,路由选择过程中仅仅考虑转发节点的个数。然而在由不同数据传输速率构成的Ad-hoc网络中,这种简单的路由判据不能取得令人满意的路由效果。论文提出了基于混合路由判据的AODV协议改进方案——AODV-HM路由协议。AODV-HM协议同时采用跳数和费用作为路由判据,在路由选择时,综合参考网络中的转发节点个数以及节点的数据传输速率。论文通过ns 2仿真平台构建无线仿真场景,比较和分析了AODV协议与改进方案之间的路由性能差异,验证了改进AODV协议的路由性能增益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文背景及研究的目的与意义
• 1.1.1 Ad-hoc 网络概念及其特点
• 1.1.2 Ad-hoc 网络面临的挑战
• 1.2 Ad-hoc 路由协议
• 1.2.1 路由协议设计要求
• 1.2.2 路由协议分类
• 1.3 AODV 协议研究现状
• 1.4 主要研究内容与章节安排
• 第2章 Ad-hoc 按需路由协议
• 2.1 引言
• 2.2 AODV 路由协议
• 2.2.1 路由消息
• 2.2.2 路由发现
• 2.2.3 路由维护
• 2.3 AOMDV 路由协议
• 2.3.1 计算多条无环路由
• 2.3.2 不相交路径
• 2.4 DSR 路由协议
• 2.4.1 路由发现
• 2.4.2 路由维护
• 2.5 路由协议仿真平台
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于第一跳节点累积的AODV 路由协议
• 3.1 引言
• 3.2 AODV 与DSR 协议的对比分析
• 3.3 AODV-PA 路由协议
• 3.4 AODV-FA 路由协议
• 3.4.1 路由消息
• 3.4.2 第一跳节点序列号
• 3.4.3 路由发现过程
• 3.5 路由协议性能仿真
• 3.5.1 仿真工具
• 3.5.2 仿真模型
• 3.5.3 仿真度量
• 3.5.4 仿真结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于混合路由判据的AODV 路由协议
• 4.1 引言
• 4.2 AODV 路由更新规则
• 4.3 常用路由判据
• 4.4 自定义AODV 路由协议
• 4.5 AODV-HM 路由协议
• 4.5.1 路由消息
• 4.5.2 路由更新规则
• 4.5.3 路由发现
• 4.6 性能仿真
• 4.6.1 仿真模型
• 4.6.2 仿真度量
• 4.6.3 仿真结果及分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢