一种基于树形骨干网的分簇算法设计

摘要

Ad Hoc网络是由一系列独立于固定基础设施的移动节点所组成的多跳无线网络，灵活、快速的组网方式使其成为了当前无线网络研究中的热点之一。由于AdHoc网络中各节点的自由移动，使得网络的路由选择、QoS保障面临新的问题，必须根据网络的规模、扩展性和实时性要求，选择合适的网络拓扑结构和路由算法，才能最大限度地发挥Ad Hoc网络的性能。 近年来，网络规模的扩大和节点移动性的不断增强，使得现有路由协议在路由效率和负载能力方面无法胜任新的需求，而以分簇方式为代表的分级网络结构成为解决这一问题的有效手段。针对现有分簇算法在簇首选举规则和网络负载平衡因素等方面的不足，本文设计了一种新的分簇算法，该算法考虑了影响网络的多种因素，使用综合权值作为簇首选取的标准，以满足不同的分簇要求，同时用限制簇规模的方式，提高分簇结构的负载平衡能力。另外，如何组织簇间结构是本文探讨的又一问题。考虑到树形结构具有无环路、寻径简单的特点，本文采用树型骨干网建立簇间结构，大幅度降低了路由更新和维护的开销，并使得簇间的路由更加简单高效。 本文的研究目标是设计一种基于树形骨干网的分簇算法，并分析其基本原理和网络性能。论文首先对Ad Hoc网络的产生背景和发展现状进行了介绍，接着对Ad Hoc网络分簇算法进行概述，并且分析了几种典型分簇算法的原理和算法步骤。随后，论文介绍了核心树路由协议(KTRP)，在描述了具体算法之后分析了其特点和路由性能。在此基础上，提出了一种基于树形骨干网的分簇算法TBBC，论文讨论了算法中簇首选举和网关选取等关键问题，设计了算法流程和具体步骤，并使用OPNET仿真验证了算法的性能特点。最后论文进行了总结并提出了今后的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、缩略语

声明

第一章引言

1.1研究背景

1.1.1 Ad Hoc的特点及应用

1.1.2 Ad Hoc的关键问题

1.2课题简介

1.3论文内容简介

第二章Ad Hoc分簇算法概述

2.1 Ad Hoc网络结构

2.2 Ad Hoc网络分簇的相关概念

2.2.1分簇算法的重要性

2.2.2分簇算法的相关定义

2.2.3分簇算法的性能指标

2.3几种典型分簇算法的介绍

2.3.1最小ID启发式算法(LOWID)

2.3.2最大节点度启发式算法(HIGHD)

2.3.3节点权重启发式算法(WA)

2.3.4自适应按需启发式算法(AOW)

2.3.5基于信道接入的被动分簇算法(ABCA)

第三章Ad Hoc核心树路由算法介绍

3.1 Ad Hoc路由协议概述

3.1.1 Ad Hoc路由协议设计

3.1.2 Ad Hoc路由协议分类

3.2核心树路由算法的提出

3.3核心树路由算法简述

3.3.1核心树路由协议中的相关概念

3.3.2核心树路由算法描述

3.3.3 KTRP路由算法结构

3.4 KTRP路由算法分析

第四章基于树形骨干网的分簇算法设计

4.1分簇与核心树路由算法结合的意义

4.2基于树形骨干网的分簇算法基本原理

4.2.1簇首选举

4.2.2网关选取

4.2.3算法的快速收敛

4.2.4算法结构

4.3基于树形骨干网的分簇算法详细描述

4.3.1簇生成算法

4.3.2生成树算法

4.3.3簇维护算法

4.3.4生成树维护算法

4.4基于树形骨干网的分簇算法中的路由策略

4.4.1簇内路由策略

4.4.2簇间路由策略

4.5基于树形骨干网的分簇算法性能分析

第五章TBBC仿真与性能分析

5.1仿真工具OPNET

5.2 TBBC与典型分簇算法的仿真比较

5.2.1仿真目的

5.2.2仿真环境

5.2.3仿真结果及分析

5.3 TBBC路由方案与KTRP的仿真比较

5.3.1仿真目的

5.3.2仿真环境

5.3.3仿真结果及分析

5.4小结

第六章结论

致谢

参考文献

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