Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中按需路由協(xié)議AODV的改進(jìn)與仿真.pdf

1、移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是一種不依賴與固定設(shè)施的、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)方便、快捷，不受時(shí)間和空間的限制，既可應(yīng)用于救援、會(huì)議、戰(zhàn)場(chǎng)、探險(xiǎn)或危險(xiǎn)環(huán)境中的目標(biāo)監(jiān)控等場(chǎng)合，又可用于有線網(wǎng)末端網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是無線傳輸、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、多跳連接、信道共享、帶寬受限和能源受限。 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議已經(jīng)不再適應(yīng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，必須設(shè)計(jì)新的Ad ho

2、c網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。目前，適用于Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議較多，對(duì)典型的按需路由協(xié)議AODV的研究也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。 本文首先概述了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的概念，特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)，其次介紹了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中典型的路由協(xié)議，然后著重對(duì)AODV協(xié)議的原理和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行了說明，分析了該協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行了改進(jìn)。 結(jié)合AODV協(xié)議在路由修復(fù)和能量方面的不足，本文提出了三種改進(jìn)的思路： 第一種改進(jìn)思路：由于AODV協(xié)議

3、路由斷裂的情況比較復(fù)雜，本文分析了最有可能斷裂的四種情況，為了防止路由斷裂的出現(xiàn)，在建立主干路由的過程中，同時(shí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)以混雜模式監(jiān)聽鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包的字段HTD建立備選路由，必須保證備選路由中的所選擇的節(jié)點(diǎn)和主干路由中的節(jié)點(diǎn)不同。在路由維護(hù)階段結(jié)合HTD字段也避免出現(xiàn)“環(huán)”和“無窮計(jì)數(shù)”的情況。 第二種改進(jìn)思路：在AODV協(xié)議中考慮能量因素，由于既要保證每條路由上的能量消耗最少，又要使得該路由上的節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間最

4、長(zhǎng)，這個(gè)問題是個(gè)NP難題，因此在建立一種新的能量模型的基礎(chǔ)上，提出了一種近似算法來得到一個(gè)可行解，并在AODV協(xié)議上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，從而可延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，防止網(wǎng)絡(luò)過早斷裂。 第三種改進(jìn)思路：仍然是以能量為主要出發(fā)點(diǎn)，提出了四種基于AODV協(xié)議的改進(jìn)協(xié)議方案。這些協(xié)議基本上以時(shí)延為主要參數(shù)，根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)能量消耗和門限值，概率和消耗水平情況，來建立不同的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，以此來達(dá)到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗均衡，增加了各個(gè)節(jié)點(diǎn)的存活時(shí)間，防止出現(xiàn)過

5、多的死亡節(jié)點(diǎn)。以上三種改進(jìn)思路均在NS2仿真軟件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：改進(jìn)后的協(xié)議比AODV有了明顯的改善，可以推廣到其他的單播和多播協(xié)議中。 本文共分為8章，各章內(nèi)容可歸納如下： 第1章引入了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的概念，介紹了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，應(yīng)用前景及關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)介紹了本課題的來源及研究意義，最后論述了本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)。 第2章介紹了Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的典型路由協(xié)議。 第3章論述了AODV路由協(xié)

6、議運(yùn)行機(jī)制和該協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。 第4章介紹了網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2。 第5章提出了一種避免路由斷裂的改進(jìn)協(xié)議AOD-AB，并在NS2平臺(tái)下與AODV進(jìn)行了性能對(duì)比。 第6章在建立一種新的能量模型的基礎(chǔ)上，提出了一種近似算法來改進(jìn)AODV協(xié)議，同時(shí)在NS2上對(duì)改進(jìn)前后協(xié)議進(jìn)行了比較。 第7章提出了四種基于時(shí)延的改進(jìn)協(xié)議，并與AODV協(xié)議在NS2上進(jìn)行了比較。 第8章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)未來的工作進(jìn)行了展