Ad Hoc网络多信道跨层路由协议的研究

摘要

近年来，包括多媒体业务、高速宽带业务等在内的无线网络数据业务发展迅猛，这些应用需要网络具有低时延，高吞吐量，高带宽等特点。传统的单信道网络中由于通信节点配备的是半双工收发机，所以不可以在通信节点干扰范围内进行并行传输，同时由于受到香农公式的限制，其容量也无法突破。采用多信道利用了多个接口多个信道同时进行收发，能够极大地提高无线网络的容量，为了获得更好的通信系统性能，目前多信道技术得到了越来越多的学者们的关注。
　　本文首先总结了多信道路由协议的研究热点和设计多信道协议的关键技术，并对现有的单信道和多信道路由协议进行了性能分析；其次，为了更好的仿真模拟无线信道传播的特点，在NS2平台添加了Nakagami信道模型，接着对几种典型的多信道模型Hyacinth、Ramon、MMSM模型进行了对比分析，在NS2平台上基于Ramon模型进行了多信道多接口的扩展；再次，为了使路由策略更加适合复杂的多信道环境，本文结合具有环境感知的多信道分配机制与基于链路稳定性的路由选择机制提出了多信道跨层路由协议MCRP（Multi-channel cross-layer routing protocol）。MCRP协议通过估算链路生存时间来选择稳定性最优的路由，结合跳数最小和链路稳定性最优原则来实现基于链路稳定性的路由选择机制；在信道选择方面采用具有环境感知的多信道分配机制，通过使节点选择能够保证顺利通信的最小信干比的信道作为通信信道来提高网络容量，进而提高网络的利用率。最后在静态场景和动态场景中对本文提出的MCRP路由协议进行了测试，并与AODV路由协议相比较。仿真结果表明，MCRP路由协议在吞吐量、端到端的包到达率、端到端平均延迟等方面都优于AODV，更适用于移动多跳Ad Hoc网络。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 多信道技术的研究现状

1.3 本文的主要工作和论文结构

第2章 Ad Hoc网络多信道路由协议基础

2.1 无线Ad Hoc 网络概述

2.2 无线Ad Hoc网络单信道路由协议

2.3 无线Ad Hoc网络多信道路由协议

2.4 多信道路由协议研究热点

2.5 设计多信道路由协议需要考虑的问题

2.6 本章小结

第3章 Ad Hoc网络多信道多接口模型的扩展

3.1 NS2基础

3.2 经典的多信道仿真模型

3.3 信道模型Nakagami的研究与多信道多接口扩展

3.4 多信道多接口扩展模型基本性能测试

3.5 本章小结

第4章 跨层路由协议MCRP的研究与实现

4.1 具有环境感知功能的多信道分配机制

4.2 基于链路稳定性的路由选择机制

4.3 多信道跨层路由协议MCRP的路由度量标准

4.4 MCRP的仿真结果与分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢