一種基于三角掃描的移動(dòng)自組網(wǎng)廣播協(xié)議研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、移動(dòng)自組網(wǎng)是指一組帶有無(wú)線收發(fā)裝置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的一個(gè)多跳的臨時(shí)性的自治系統(tǒng)[1]，網(wǎng)絡(luò)中可以沒(méi)有基站等固定的路由設(shè)施。當(dāng)有線網(wǎng)絡(luò)不可使用或者固定路由設(shè)施難以安裝時(shí)，如在戰(zhàn)場(chǎng)通訊和緊急救援等任務(wù)中，移動(dòng)自組網(wǎng)提供了一種可行的地面通信和信息存取技術(shù)。 移動(dòng)自組網(wǎng)中的所有通訊節(jié)點(diǎn)均可移動(dòng)，使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇赡茴l繁發(fā)生變化。傳統(tǒng)路由技術(shù)一般針對(duì)拓?fù)漭^為固定的網(wǎng)絡(luò)，很難在移動(dòng)自組網(wǎng)環(huán)境下取得較好的性能，因而研究新的路由技術(shù)成為一個(gè)重要問(wèn)題。

2、而拓?fù)湟鬃兊奶攸c(diǎn)使得路由問(wèn)題成為移動(dòng)自組網(wǎng)中具有挑戰(zhàn)的問(wèn)題。路由問(wèn)題可以分為單播路由、廣播路由和組播路由，本文重點(diǎn)研究具有平坦結(jié)構(gòu)的高密度移動(dòng)自組網(wǎng)中的廣播問(wèn)題。 廣播是移動(dòng)自組網(wǎng)中重要的操作。它不僅是許多應(yīng)用中的一種重要的通信模式，而且被單播路由以及組播路由協(xié)議用來(lái)實(shí)現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程和維護(hù)組成員和組播樹(shù)的狀態(tài)。在移動(dòng)自組網(wǎng)的應(yīng)用中，戰(zhàn)場(chǎng)通訊和緊急救援等應(yīng)用通常會(huì)涉及較多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)密度較大。現(xiàn)有廣播算法計(jì)算開(kāi)銷

3、比較大，不適用于高密度的應(yīng)用場(chǎng)景，因此，我們針對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究，并提出了一個(gè)基于三角掃描的RaST廣播算法。 在RaST廣播算法中，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起廣播時(shí)，計(jì)數(shù)其鄰居節(jié)點(diǎn)，若個(gè)數(shù)小于閥值N要求其所有鄰居節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)播；否則，啟用RaST機(jī)制，通過(guò)三角掃描的方法尋找關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，將找到的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)加入廣播包中。 當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到廣播包，判斷是否是重復(fù)的廣播包，若重復(fù)丟棄，否則傳到上層。同時(shí)，如果發(fā)送方已經(jīng)啟用了RaST機(jī)制，判斷自己

4、是否在發(fā)送方的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)集中，若在其中，選取特定的區(qū)域繼續(xù)選取關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并轉(zhuǎn)發(fā)；否則，丟棄包。如果發(fā)送方?jīng)]有啟用RaST機(jī)制，判斷自己的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目是否大于N，若大于，在特定的區(qū)域內(nèi)選擇關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并轉(zhuǎn)發(fā)；否則，在特定方向上洪泛式廣播。 為了檢驗(yàn)RaST廣播算法的性能，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)仿真工具NS2上實(shí)現(xiàn)了RaST廣播算法，同時(shí)選取AODV協(xié)議中的廣播操作作為性能對(duì)比的對(duì)象。通過(guò)對(duì)在一個(gè)1000m*1000m的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中，對(duì)四種不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

5、數(shù)目，以及四種不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)強(qiáng)度的仿真試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，證明了RaST廣播算法具有較好的性能和較低的系統(tǒng)開(kāi)銷，同時(shí)對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)強(qiáng)度具有良好的穩(wěn)定性。 此外，我們對(duì)RaST廣播算法進(jìn)行了初步的實(shí)現(xiàn)，在.NET的CompactFramework平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了基于AODV協(xié)議的即時(shí)通訊系統(tǒng)MobiMessenger。由此可以將RaST廣播算法模塊添加到MobiMessenger中，以實(shí)現(xiàn)其具有高密度網(wǎng)絡(luò)下的廣播功能。 移