异构网络环境下自组织网络路由算法研究

摘要

近年来，随着无线通信技术的飞速发展，各种各样的无线接入技术层出不穷，终端用户处于一个具有多网重叠覆盖的异构网络环境中，异构化的网络环境已经成为未来通信网络研究工作中必须面对的问题。在未来的通信网络发展中，自组织网络以其灵活机动，组网迅速，适应能力强的特点受到国防战备，灾害救助，野外勘探等领域的普遍关注，成为组建异构无线网络的重要技术之一。但是要实现异构网络环境下具有自组织融合协同特性的网络，其路由技术受到业内学者的高度重视，成为研究热点。
　　 本文分析异构网络环境下自组织网络路由方法与同构网络环境下自组织网络路由方法的区别，考虑异构网络环境下无线自组织网络中，支持不同通信方式的节点间由于底层协议实现机制不同，尽管在物理区域上它们有重叠的部分，仍然不能通信，因此，传统的自组织网络路由方法显然已经不能够满足异构网络环境下的通信要求。本文从两方面来阐述，首先提出混合节点发现算法(HNDA)，该方法用于引导源节点找到混合节点，通过混合节点的中转实现到目的节点的路由并通过理论分析证明该方法可以获得最优的主动路由区域跳数值。其次，本文提出结合路由跳数和节点负载的综合度量方法(CM-HCTL)，该方法能根据实际网络情况引导源节点合理选择路由，降低网络拥塞，同时给出了关键的算法描述和详细的流程图，并将HNDA与CM-HCTL相结合融入AODV协议，得出完整的异构网络环境下自组织网络路由解决方案HC-AODV。
　　 现有NS2中不支持节点具有多无线接口，本文安装由意大利Padova大学SIGNET实验室开发的MIRACLE(Multi InteRfAce Cross Layer Extension)模块实现节点的多无线接口。本文设计三种仿真场景，首先验证HNDA能根据不同网络环境选择合适的主动路由区域跳数值来提高网络性能。其次验证CM-HCTL，证明该方法能均衡网络负载，提高网络吞吐量。最后在随机网络场景下通过变化节点暂停时间以及源节点个数来对AODV和HC-AODV两种算法进行仿真对比，给出了数据分组投递率，平均端到端时延以及路由控制开销等性能指标的仿真图，仿真结果表明在一定的网络环境下，HC-AODV方法能够提高数据分组投递率，降低平均端到端时延以及路由控制开销，证明了HC-AODV方法的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 论文结构

第二章 关键技术研究

2．1 异构网络简介

2．1．1 无线网络的发展

2．1．2 异构无线网络的融合

2．2 移动自组织网络简介

2．2．1 移动自组织网络的概念及特点

2．2．2 移动自组织网络的发展及应用

2．3 移动自组织网络的路由技术

2．3．1 移动自组织网络路由协议分类

2．3．2 移动自组织网络的路由制式

2．3．3 移动自组织网络的路由metric

2．4 本章小结

第三章 混合节点发现算法研究

3．1 异构网络环境下自组织网络特点分析

3．2 混合节点发现算法分析

3．3 基本定义

3．4 混合节点发现算法描述

3．4．1 主动路由区域内混合节点发现算法描述

3．4．2 按需路由区域混合节点发现算法描述

3．5 混合节点发现算法实现

3．6 主动路由区域跳数值分析

3．6．1 参数描述

3．6．2 混合节点发现算法开销计算

3．7 本章小结

第四章 异构网络环境下自组织网络路由协议研究

4．1 路由度量metric分析

4．2 CM-HCTL计算

4．3 HC-AODV算法设计

4．3．1 算法基本思想

4．3．2 算法过程示意图

4．3．3 算法流程图

4．3．4 HC-AODV与AODV的区别

4．3．5 HC-AODV的路由信息格式

4．4 本章小结

第五章 仿真及性能评价

5．1 NS2仿真工具

5．1．1 NS2介绍

5．1．2 NS2模拟过程

5．2 NS2中添加MIRACLE模块

5．2．1 MIRACLE介绍

5．2．2 MIRACLE模块添加到NS2中

5．3 性能评价指标

5．4 仿真环境设定及仿真结果分析

5．4．1 混合节点发现算法仿真

5．4．2 结合跳数和负载的综合度量方法仿真

5．4．3 随机拓扑场景下的仿真

5．5 本章小结

第六章 总结与未来工作

6．1 总结

6．2 下一步工作

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间从事的科研工作