障碍物感知避让Ad Hoc网络移动模型的研究与设计

摘要

移动ad hoc网络(MANET)也叫移动自组网,是由一组携带无线设备且相互协作的节点组成的移动分布式多跳无线网络,它是一个临时性的自组织网络,适用于临时架设网络的场所,具有广泛的发展前景。
　　 因为目前大规模部署真实的移动ad hoc网络比较困难,所以仿真是研究这些网络和协议的主要工具。移动模型是移动ad hoc网络仿真的重要组成部分,它决定网络中节点的运动方式。不同的移动模型对网络性能产生不同的影响,移动模型否真实地反映节点的运动规律对构建一个全面、合理的网络仿真和测试环境至关重要,对仿真的有效性和可靠性有决定性的影响。
　　 现实场景中,阻碍节点(通常是人携带的设备)运动的障碍物几乎无处不在,它们不但影响节点的运动,而且干扰节点之间的信号传播。此外,人们经常处于不同的环境中,他们对障碍物有不同的感知方式,必将产生不同的移动轨迹。因此,设计移动模型要考虑不同环境中的障碍物对节点的影响。本文通过分析不同地理环境对节点感知障碍物方式的影响,以及考察节点在障碍物环境中的主要运动特征,建立一组新的障碍物移动模型。研究的主要工作包括:
　　 (1)分析研究障碍物环境中节点运动的主要特征:
　　 (2)针对人避让障碍物运动的特点,根据节点对障碍物的不同感知方式,结合运动规划思想提出一组障碍物感知避让移动(OAM)模型,模拟紧急事件(例如:军事行动、抢险救灾、医疗救护等)中的节点的运动;
　　 (3)建立移动模型网络拓扑评测平台。分析不同移动模型的网络拓扑特性,讨论节点移动与网络拓扑变化之间的内在联系,衡量分析OAM模型的有效性。
　　 (4)建立移动模型网络仿真平台,并把障碍物整合到NS-2中,使障碍物对节点间的通信产生影响。从分组投递率、端到端延迟和路由开销三个方面评价移动模型对路由协议性能的影响,为正确选择移动模型提供参考。实验结果表明,不同的OAM模型以及OAM模型与其他障碍物模型对网络路由协议性能的影响有明显的差异。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 移动ad hoc网络简介

1.2 研究背景和意义

1.3 本文工作

1.3.1 主要目标

1.3.2 主要贡献

1.4 本文结构

第2章 Ad hoc网络移动模型相关研究

2.1 移动模型的设计要求

2.2 移动模型的组成

2.3 移动模型现状

2.3.1 基于随机移动模型

2.3.2 具有时间依赖性的模型

2.3.3 具有空间依赖性的模型

2.3.4 地理受限移动模型

2.4 小结

第3章 障碍物感知避让移动模型

3.1 建模思想简述

3.2 障碍物感知避让移动(OAM)模型设计

3.2.1 障碍物设置

3.2.2 移动规则

3.3 障碍物全局感知移动(OKM)模型路径选择机制

3.3.1 路径选择机制

3.3.2 OKM模型分析

3.4 障碍物视距感知移动(OSM)模型路径选择机制

3.4.1 记号和定义

3.4.2 路径选择机制

3.4.3 OSM模型分析

3.5 障碍物局部感知移动(OLPM)模型路径选择机制

3.5.1 记号

3.5.2 路径选择机制

3.5.3 OLPM模型分析

3.6 小结

第4章 移动模型评测

4.1 移动模型评价标准

4.1.1 拓扑连通度

4.1.2 路由协议性能

4.2 移动模型实现与评测平台

4.3 实验环境

4.3.1 实验一

4.3.2 实验二

4.4 网络拓扑实验结果

4.4.1 实验一结果

4.4.2 实验二结果

4.5 小结

第5章 移动模型网络性能仿真

5.1 网络仿真软件介绍

5.2 网络仿真步骤

5.3 无线传播模型

5.3.1 无线传播模型简介

5.3.2 NS-2配置

5.3.3 NS-2扩展

5.4 网络性能仿真

5.4.1 仿真环境

5.4.2 网络性能仿真结果分析

5.5 小结

结论

参考文献

致谢

附录(攻读学位期间所发表的学术论文目录)