移动Ad hoc网络多播路由协议及OPNET仿真研究

摘要

移动Adhoc网络(移动自组网或MANET)是指由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的、不需要固定中心接入点或者基站支持的自治系统。以其组网灵活，快捷，不需要预设网络基础设施，完全分布式等特点，在军用和紧急救援等特殊环境的应用前景非常广阔。而移动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，因此对移动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。 多播(Multicast)是一种面向群组计算的通信传播方式，它使用单一的源地址把数据发给一组主机。在一个典型的移动自组网环境中，多播具有重要意义，一方面，移动Adhoc网络用户常需要组成协同工作组；另一方面，这也是充分利用无线通信的广播特性，有效利用有限的无线信道资源的重要手段。目前，针对移动Adhoc网络的特点，研究者已经提出了多种多播路由协议，并且部分协议已经在特定移动Adhoc网络中进行了小规模的实验性验证。 本文首先针对移动Adhoc网络的特点，总结、比较分析了现有的各种多播路由协议的路由机制，并详细分析了MAODV(MulticastAdHocOn-DemandDistanceVectorRoutingProtocol)多播路由协议。接着，本文提出了对MAODV协议的两种改进方案，分别针对协议的可扩展性，可靠性进行了进一步的探讨。改进方案之一是基于MAODV的改进协议DMAODV(DistensibleMulticastAdHocOn-DemandDistanceVectorRoutingProtocol)，它优化了多播数据包的传送方式，并有效地解决了MAODV协议中多播控制分组的盲目“广播”问题，采用自我抑制的泛洪方式发送广播分组，减少了网络中的广播流量，路由开销也随之减少，有效地提高了协议对网络规模的可扩展性，增强了协议的健壮性；改进方案之二是基于协议转接机制的改进协议RMAODV(ReliableMulticastAdHocOn-DemandDistanceVectorRoutingProtocol)，它使用新的NACK抑制机制来防止NACK风暴，减少了移动Adhoc网络中大量的路由重构和数据分组的重传。然后阐述了移动Adhoc网络多播路由协议的OPNET实现框架以及关键技术。本文通过仿真实验验证了MAODV、DMAODV和RMAODV多播路由协议在OPNET仿真平台中实现的可行性以及DMAODV、RMAODV协议的有效性。最后，对本论文的工作进行总结，并提出了本课题领域有待于进一步研究的问题。 本论文得到了国家自然科学基金资助项目(批准号：90304018)的资助。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

第2章 移动Ad hoc网络多播路由协议

第3章 基于MAODV协议的改进协议

第4章 OPNET及OPNET网络仿真概述

第5章 MAODV及改进协议的OPNET仿真

第6章 总结及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文和参研项目情况