基于网络编码的Ad hoc网络多径路由技术研究

摘要

Ad Hoc网络是一种没有固定基础架构或者中央管理系统的无线网络，任何一个无线节点都能通过无线直连的方式进行数据传输，或者是通过中间节点以一种连续多点跳跃的无线连接方式来通信。在Ad Hoc网络中，由于无线节点是任意移动的，使得整个网络的拓扑变动相当频繁并且无法预知，外加信道带宽和电池电量受到硬件限制、节点数量巨大、处理能力低下等特性，使得Ad Hoc网络的路由协议需要经过特别设计。
　　在传统的Ad Hoc网络协议中，无线节点对于数据包的操作只限于存储和转发，这就限制了网络的整体性能。而近几年提出的多径路由技术，通过寻得多条路由同时参与数据转发，能够有效平衡网络负载；最新的网络编码技术更是通过节点对数据包的编码操作，将网络传输速率提高至网络的最大流量。
　　本文在AOMDV多径路由协议的基础上，通过加入随机网络编码算法，设计出了RNC-AOMDV协议。文中提出几个重要的参数指标，并通过公式推导出这些参数的合理取值。在协议的寻路机制中通过特定算法给出各条路由的可靠度，从而选取出符合一定条件的路由，并分配与之相适的编码分片，在此基础上再加入相应数量的冗余分片，从而确保均衡各条路由负载的同时也提高了数据包的解码成功率。
　　本文通过向NS2中添加RNC-AOMDV协议，在不同的节点发送速率和节点移动速度情况下，使用NS2网络仿真工具对RNC-AOMDV协议与AOMDV协议在5种随机网络拓扑中进行仿真，获得两种协议的端到端平均网络吞吐率和端到端平均路由延时。结果显示，RNC-AOMDV协议的应用能有效提高网络吞吐量，降低路由传输延时，提高传输可靠度。

目录

文摘

英文文摘

详细摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 网络编码技术的提出与研究现状

1.2.1．网络编码的提出

1.2.2．网络编码的发展与现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文研究内容及安排

第二章 无线传感器网络

2.1 引言

2.2 无线传感器网络概述

2.3 无线传感器网络的结构

2.3.1 无线传感器网络的体系结构

2.3.2 无线传感器网络的节点结构

2.3.3 无线传感器网络的协议分类

2.4 网络编码概述

2.4.1 网络编码原理简述

2.4.2 网络编码的应用

2.4.3 线性网络编码

2.4.4 随机网络编码

2.4.5 网络编码的优点

2.5 本章小结

第三章 多径路由协议概述

3.1 多径路由协议的概念与特点

3.2 多径路由协议分类

3.3 选择多径路由协议的策略

3.4 典型的多径路由AOMDV简介

3.4.1 AOMDV路由协议运行过程

3.4.2 AOMDV路由协议最新研究进展

3.5 本章小结

第四章 基于随机网络编码的多径路由协议研究

4.1 RNC-AOMDV协议的设计思想

4.2 RNC-AOMDV协议的设计前提

4.2.1 名词定义

4.2.2 网络能量模型

4.2.3 NS2仿真场景模型

4.2.4关键参数分析

4.2.5 路由可靠度分析

4.2.6 路由数的确定

4.3 RNC-AOMDV路由协议

4.3.1 计算转发数据所需路由数

4.3.2 信源节点发送数据

4.3.3 中间节点转发数据

4.3.4 信宿节点恢复数据

4.4 本章小结

第五章 RNC-AOMDV的仿真与分析

5.1 NS2简介

5.2 NS2仿真流程

5.2.1 NS2的无线节点模型

5.2.2 向NS2中添加RNC-AOMDV代码

5.2.3 数据包包头格式修改

5.3 仿真场景设置

5.4 性能指标与实验分析

5.4.1 实验1：不同数据发送速率下的性能比较

5.4.2 实验2：不同节点移动速度下的性能比较

5.5 本章小结

第六章 总结及期望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致 谢

参考文献

附录：