Ad hoc网络按需路由协议的设计与性能分析

摘要

移动Ad hoc网络是由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成的一个多跳、临时和无中心的网络，它可以在任何时候，任何地点快速构建起来，并且不需要现有基础网络设施的支持。网络中的每个终端可以自由移动，地位相同。由于其网络规模小、无基础设施、构建迅速等特点，被广泛用于紧急事件、军事和民用领域以及多媒体应用领域，正越来越受到通信业界的重视。由于节点任意移动、网络自组织、网络拓扑动态变化、设备局限性（节点电源有限，性能低，内存小）等因素的影响，路由问题一直是对于移动自组网进行研究的热点。
　　目前常见的按需路由协议虽然在很大程度上降低了移动性对自组织网络性能的冲击，但仍存在分组投递率低，路由开销高等问题。文中对经典的按需路由协议的机制和性能进行了比较和研究，并分析了它们的优缺点。
　　在对现有路由协议进行研究的基础上，本文设计了一种新的Ad hoc网络路由协议，即基于路径稳定率的Ad hoc网络按需路由协议PSROR(Path Stability Rate based On-demand Routing)。基于路径稳定率的路由协议是我们设计的一种新型路由机制，该机制在保留按需路由所具有的优势的同时，针对目前移动自组网络路由协议存在的不足之处进行了改进。
　　为了对协议进行验证，在NS2平台上进行了具体的仿真实现，并定义和设计了消息通信与信息维护、局部路由中断修复模块、短路径通告模块、稳定路径切换模块和负载均衡模块。在典型应用场景下对该协议进行了性能评估。性能分析的结果表明：在节点高速运动的重负载Ad hoc网络中，该协议提高了端到端分组投递率，减少了中断路由的修复时间；在减少端到端传输时延的基础上进一步改善了端到端时延抖动，时间特性的改善对于那些时延敏感的应用有重要的参考价值。

目录

Ad hoc网络按需路由协议的 设计与性能分析

DESIGN AND PERFORMANCE ANALYSIS OF ON-DEMAND ROUTING PROTOCOL FOR AD HOC NETWORKS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 无线多跳网络与无线路由协议

1.1.2 Ad hoc网络的结构

1.1.3 Ad hoc网络的特点

1.2 国内外研究概况、水平和发展趋势

1.2.1 无线自组网路由协议分类

1.2.1 典型的无线自组网路由协议

1.3 本文主要研究内容

第2章 无线自组网络按需路由协议性能分析

2.1 DSR路由协议

2.1.1 路由发现机制

2.1.2 路由维护机制

2.1.3 DSR的特点和优化

2.2 AODV路由协议

2.2.1 路由发现机制

2.2.2 路由维护机制

2.2.3 AODV的特点和优化

2.3 DSR与AODV的协议机制分析

2.4 DSR与AODV的性能比较

2.4.1 场景设置和性能指标

2.4.2 性能比较

2.4.3 比较结果分析

2.5 本章小结

第3章 基于路径稳定率的路由协议的设计

3.1 协议的功能需求

3.2 典型应用场景

3.3 基本概念

3.3.1 流

3.3.2 上游/下游节点与上游/下游链路

3.3.3 节点负荷度

3.3.4 节点邻居集

3.3.5 单节点稳定性度量

3.3.6 路径稳定性度量

3.4 协议总体架构

3.4.1 模块功能介绍

3.4.2 模块相互关系

3.5 协议的详细设计

3.5.1 控制分组格式

3.5.2 数据链表结构与维护

3.5.3 主要功能模块的设计

3.6本章小结

第4章 协议的实现与性能分析

4.1 NS2介绍

4.2 仿真场景设置

4.3 性能评估指标

4.4 仿真结果分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢