Wi-Fi自组网环境下OLSR路由协议性能分析及改进研究

摘要

无线自组织网络是一种自动组网的、对等式的、多跳的无线移动网络，可用在事故的突发现场以及人们希望能迅速共享信息的会议、办公室等场所。目前，采用Wi-Fi体制Ad Hoc网络模式构造的无线MESH无线区域网被认为是未来的业务热点之一，将成为新的通信业务增长点。路由协议是无线自组织网络的核心，路由算法的好坏也直接影响到自组织网络的性能。
　　本文先介绍了Wi-Fi自组织网络的技术特点和关键技术，然后对经典的无线自组网路由协议——OLSR路由协议的工作原理进行了重点研究。OLSR路由协议，相对于其他的表驱动路由协议而言，由于采取了多点中继站，使得控制信息的发送得到有效控制，不至于全网泛滥。
　　接下来，本文对OLSR路由协议在Wi-Fi自组网环境下的性能进行深入细致的仿真实验，根据仿真实验结果分析了OLSR协议的优缺点。通过在OPNET仿真软件，重点对比了AODV路由协议与OLSR路由协议在报文投递率、端到端时延以及路由开销等方面的差异。由仿真结果可知:OLSR协议的节点静止或低速运动的情况下具有分组投递率高、时延小的优点，但在节点运动速度较快时，OLSR协议的性能急剧下降，丢包频繁，时延变大;而且与AODV协议相比，OLSR协议具有路由开销大的缺点。
　　最后，经过分析，传统的OLSR路由协议仍然存在有路由波动、服务质量保证不足等问题，本文针对以上问题，提出了改进思路，设计新的无线自组织网络路由协议—MOLSR。新的路由协议在拓扑变化缓慢的网络中性能更好，并且让多媒体业务的传输质量得到更好的保证。MOLSR路由协议提出了链路稳定性度量方法、剩余带宽估算方法、稳定性参数和带宽参数的扩散和路由过程等新的算法，并且通过仿真实验对此进行验证。仿真实验设置了100个随机移动的节点，测试节点不同速率下OLSR和MOLSR在报文投递率、端到端时延以及路由开销等方面的表现，验证了MOLSR路由协议在无线自组织网络中具有更好的适应性和应用前景。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景

1．2 论文选题目的和意义

1．3 论文的主要研究工作

1．4 论文的组织结构

第2章 Wi-Fi自组织网络和路由协议概述

2．1 Wi-Fi技术简介

2．1．1 Wi-Fi技术的性能指标

2．1．2 Wi-Fi的关键技术

2．1．3 Wi-Fi无线上网的基本特点

2．1．4 Wi-Fi无线网络的优势

2．1．5 Wi-Fi无线网络的局限性

2．2 Wi-Fi技术组网原理

2．2．1 有基础设施的组网模式

2．2．2 Ad hoc组网模式

2．3 无线自组织网络概述

2．3．1 无线自组织网络起源

2．3．2 无线自组织网络需求背景

2．3．3 无线自组织网络定义

2．3．4 无线自组织网络的特点

2．3．5 无线自组织网络的应用领域

2．3．6 无线自组织网络结构

2．3．7 无线自组织网络的关键技术

2．4 Ad hoc网络路由技术概述

2．4．1 路由算法设计目标

2．4．2 路由协议分类

2．4．3 常见路由协议简介

第3章 OLSR路由协议原理及其性能仿真分析

3．1 OLSR路由协议基本原理

3．2 OLSR路由协议的数据结构

3．2．1 节点间交互的控制消息格式

3．2．2 节点保存的信息格式

3．3 控制分组传播机制

3．3．1 HELLO分组传播机制

3．3．2 TC分组传播机制

3．4 OLSR路由协议基本操作

3．4．1 邻居发现

3．4．2 MPR的选举

3．4．3 拓扑结构扩散

3．4．4 路由表计算

3．4．5 路由表维护

3．5 OLSR路由协议性能仿真实验

3．5．1 网络仿真技术简介

3．5．2 OPNET仿真软件简介

3．5．3 OLSR协议的仿真模型设计

3．5．4 仿真参数设置

3．5．5 仿真实验收集的统计量

3．5．6 仿真实验性能评估指标

3．5．7 OLSR协议仿真实验结果分析

第4章 OLSR路由协议改进及仿真

4．1 OLSR协议的不足之处分析

4．1．1 路由波动问题

4．1．2 服务质量保证问题

4．1．3 OLSR路由协议的蠕虫攻击

4．2 OLSR协议改进思路

4．3 MOLSR协议算法描述

4．3．1 链路稳定性度量方法

4．3．2 剩余带宽估算方法

4．3．3 稳定性参数和带宽参数的扩散

4．3．4 路由过程描述

4．4 MOLSR协议仿真实验分析

4．4．1 仿真场景设置

4．4．2 仿真实验结果分析

结论与展望

参考文献

致谢