无线个人自组网的可扩展路由研究

摘要

无线个人网络(WPN)，作为一种新型的网络，由于其良好的性能特点和广泛的应用前景，正成为目前无线网络领域中研究的热点问题之一。在无线个人网络的诸多研究内容中，路由是保证无线个人网络稳定、高效运行的重要方面。在论文中，将集中对无线个人网络以及移动自组网(MANET)的路由问题进行深入的研究与讨论。 从网络层来看，无线个人网络实际上就是一种具有特殊结构的无线移动自组网。这种特殊的自组网由一个个互连的簇(cluster)构成，每个簇由一定数量的结点组成。针对这种基于簇的网络，在参考大量相关工作的基础上，论文提出了一种新的路由协议混合簇路由协议—HCR。HCR协议通过分簇算法将网络形成一个两层的基于多跳即k跳簇的的逻辑层次结构，并将路由分为两个基本的组成部分—簇内路由和簇间路由。HCR在簇内路由部分采用采用按需式(reactive)的路由方案，而在簇间路由部分采用预先式(proactive)的路由方案，这种路由方案不同于移动自组网中已经提出的所有其他路由协议。HCR之所以采取这样的路由方案，主要是考虑到对于层次型的路由协议，由于在簇间寻找路由而造成的路由开销会远远大于簇内的路由开销；对于较大规模的移动自组网，大量簇间通信导致的簇间开销将会严重影响路由协议甚至整个网络的性能。大量的模拟实验表明，同目前一些著名的路由协议(AODV，DSR，CBRP)相比，HCR对于较大规模以及具有较大传输负载的移动自组网有着其自身的显著特点，并在路由开销、包接收率、平均端到端传输时延等方面表现出很好的性能。 为了进一步研究对于无线个人网络的路由协议的性能，论文对基于簇结构的无线移动自组网的路由协议进行了深入的探寻与剖析。在性能方面，选取决定路由协议可扩展性的路由开销作为主要的衡量依据和研究切入点。为了能够反映出各种路由协议在路由开销上的差异，论文提出一种新的分析模型，包括拓扑模型以及相关的流量模型和移动模型。在这些模型下，论文从理论上分析了各种路由协议(包括两种基本的平面型路由协议和四种通用的基于簇的层次型路由协议)的路由开销。通过比较，论文以参数化的形式定量地反映出各种路由协议在路由开销以及可扩展性上的差异，并提出了如何设计路由协议以及如何设计可扩展性良好的路由协议的一些基本原则和方法。同时，这个研究结果也从理论上论证了HCR的在路由开销以及可扩展性方面的性能优越性，它可以很好地应用于规模相对较大的无线移动自组网中。研究成果将对设计无线个人网络以及移动自组网的路由协议有一定的参考价值和指导意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：List of Figures、List of Tables、List of Abbreviations

Chapter1 Introduction

Chapter2 Research Issues in Wireless Personal Networks

Chapter3 Routing in Mobile Ad Hoc Networks

Chapter4 A Hybrid Cluster-based Routing Protocol

Chapter5 Routing Scalability of Mobile Ad Hoc Networks

Chapter6 An Analytical Study on Scalability of Cluster-based Routing Protocols

Chapter7 Summary and Further Directions

Bibliography

攻读博士学位期间的研究工作

致谢