高动态移动Ad hoc网络可靠数据传输

摘要

随着无线移动Ad hoc网络科研和应用价值的不断提升，该领域的相关研究也在不断深入，建立高效稳定的路由对于实现移动Ad hoc网络的性能具有重要的意义。在移动Ad hoc网络中，由于网络拓扑结构频繁变化以及节点能量受限，容易造成链路中断，引起数据包丢失；而恢复中断链路会延迟传输时间，损耗节点能量。现有的路由稳定性算法虽能够保证一定程度的数据通信，但在某些节点高速移动的场景中，性能会出现较大恶化。
　　受地理路由和机会路由的启发，本论文提出一种基于可靠链路的机会路由算法ORAR，利用地理路由和广播的无状态属性，以能量均衡策略和到达目的节点的距离作为选择转发节点的优先级条件，除了选择转发节点之外，还需要选择候转发节点备份分组。利用空中备份，如果最佳传输节点在某些时段中没有转发数据包，次优候选节点将轮流根据本地形成的优先顺序转发数据包，及时恢复中断链路，降低传输延时并节省网络能量。由于地理路由容易受到通信空洞的影响，针对这个问题进一步提出基于虚拟目的地的虚拟处理（HPSV）方案。利用多播转发的特点，在空洞触发节点处，转发模式由贪婪模式切换到空洞处理模式，通过临时调整数据流的方向，利用贪婪转发的特点，弥补传统的空洞处理方法在移动环境中表现不佳的情况。并详细分析了ORAR的鲁棒性，以及由于机会转发导致的能量开销和重复传输带宽消耗。
　　最后采用 NS-2仿真工具对基于可靠链路的机会路由算法 ORAR进行仿真实验，结果表明，利用空中备份的方法可保持通信不被中断，降低本地路由修复引起的额外延迟，并且减少了路由重新分组而引起的重复传输；即使在节点高速移动场景下，ORAR也实现了优异的性能，具有相对较低的开销，并且在两个候选节点时ORAR具有较高的鲁棒性。仿真也表明基于虚拟目的地处理方案，能够有效避免通信空洞区域，提高分组传输的可靠性，具有良好的可扩展性和执行性。

目录

第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外的研究现状

1.3论文的研究内容及结构安排

1.4本章小结

第二章 无线移动Ad hoc网络路由协议研究基础

2.1高动态移动自组网

2.2地理路由协议

2.3移动Ad hoc网络中关于节能的研究

2.4本章小结

第三章 移动Ad hoc网络中基于可靠链路机会路由算法

3.1算法概述

3.2网络路由稳定性保证策略

3.3选择转发候选节点

3.4基于虚拟目的地的空洞处理策略

3.5本章小结

第四章 基于可靠链路的机会路由算法性能分析

4.1 MAC修改和补充技术

4.2 ORAR鲁棒性分析

4.3内存损耗和重复传输分析

4.4本章小结

第五章 仿真实验

5.1 ORAR算法仿真

5.2基于虚拟目的地策略仿真

5.3本章小结

结论

论文总结

前景展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参加的科研项目

声明

致谢