无线自组网多播路由协议的实现与仿真

摘要

无线自组网是一种由移动节点自组织构成的无中心多跳网络,由于它无需任何固定的基础设施而能实现网络的快速展开,因此在军用和紧急救援等特殊环境的应用前景非常广阔。而无线自组网路由技术面临着拓扑结构动态变化、存在单向信道、有限的无线传输带宽以及移动终端能力的局限性等一系列挑战,因此对无线自组网路由协议的研究必然担负着比其它网络更重的任务。
　　 本文首先根据无线自组网的特点,总结、比较分析了现有的各种多播路由协议的路由机制。然后,结合无线自组网在军事上的应用,主要研究了美军MIL-STD-188-220D(简称220D)规范,详细分析并编程实现了其内网层协议、拓扑更新算法和源定向中继算法,并在OPNET网络仿真平台上搭建了220D多播路由协议的仿真模型。由于220D路由协议中没有独立的链路维护机制(依赖于链路层状态报告),因此,在220D路由算法的基础上,本文提出了两种路由维护策略并扩展了其路由协议。改进方案之一是采用了传统的周期性广播机制,它能够同时完成检测失败链路和发现新链路,属于典型的表驱动式路由:改进方案之二是采用逐跳确认机制,确认机制能够用于检测失败链路,但发现新链路,需要另外增加一种控制包,在需要发送数据并且找不到链路时广播发送该包,该方案是一种按需式路由方式。
　　 在OPNET平台上的仿真实验说明:这两种路由维护策略都能够很好的实现220D网络的快速收敛。周期性广播机制具有较高的分组递交率,但路由开销较大,适用于数据吞吐量较大的场合；相比之下,逐跳确认机制的分组递交率稍低,但路由开销明显小于前者,特别适用于需要有隐蔽和节能要求的战场环境。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 无线自组网的研究热点及研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 论文结构

第2章 Ad Hoc多播路由协议

2.1 多播协议

2.2 AdHoc网络多播路由协议

2.3 本章小结

第3章 MIL-STD-188-220D的路由协议

3.1 220D标准概述

3.2 220D路由协议

3.3 本章小结

第4章 220D路由协议的实现

4.1 220D路由算法的实现

4.2 220D路由协议的分析

4.3 M220D_HELLO协议

4.4 M220D_ACK协议

4.5 两种协议的比较

4.6 本章小结

第5章 220D多播路由的仿真

5.1 OPNET仿真软件

5.2 仿真环境及评估参数

5.3 协议实现的功能模块

5.4 主要参数设置

5.5 仿真分析

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 后续工作及前景展望

参考文献

致谢