双频分级Ad hoc网络的组网协议设计与实现

论文摘要

移动Ad hoc网络是一种无固定基础设施,能自动快速组网的动态多跳网络。Ad hoc网络结构可分为对等式平面结构和分级结构。分级网络结构相对于平面网络结构具有良好的可扩展性。根据节点的网络配置和相应的硬件支持,分级结构网络又可被分为单频分级网络和多频分级网络。而分级网络路由协议是分级组网的核心。本文在研究分级Ad hoc网络现有路由协议的基础上,提出了双频分级路由协议DHR。该协议以最优链路状态路由协议OLSR为基础,借鉴分级最优链路状态路由协议HOLSR的分簇和分层算法,提出了切换簇的判别机制,解决了节点移动导致的簇间切换震荡问题。同OLSR相比,由于控制报文被有效地限制在本层内传送,且拓扑控制报文TC仅在本层的本簇内部转发,控制报文开销得到了有效降低;当某个簇内的拓扑结构发生变化时,只需重新计算本簇内节点的路由表,因此路由开销也明显减少。通过对提出的DHR组网路由协议的分析研究,本文重点设计了基于Linux OS平台的DHR路由协议实现方案和程序代码,并搭建双频分级Ad hoc实验网络,测试了分簇、分级路由的建立和维护、移动性管理(包括节点动态入网、节点簇内移动、节点簇间移动)等功能和性能。实验结果表明,该方案可以迅速、有效地完成分级网络的组网,在节点移动的情况下未出现簇间切换情况,仍然可以保持通信的持续性,且控制开销更小。

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