Ad hoc网络基于信噪比与功率优化的跨层路由协议

摘要

本文主要研究Ad hoc网络中的可靠路由技术。Ad hoc网络因其无中心、自组织性、动态拓扑等特点，越来越受到人们的重视，该类网络的应用也越发广泛，然而由于Ad hoc网络自身的特性，网络的路由方式与传统网络不同。
　　传统的路由通常是基于两种形式的路由算法：距离矢量算法（DVA）与链路状态算法（LSA）。然而由于Ad hoc网络的网络拓扑动态变化、单向信道、终端节点的能量有限等因素令传统的路由无法正常工作。经过改良的路由，比如AODV，可以很好的应用于Ad hoc网络中，然而该种改良的路由仍然存在一些问题。
　　通常业务的可靠性是由传输层协议来保证的，很少会考虑到下层网络的具体状况，这样会导致在下层网络很差时需要高可靠性从而导致传输层报文的反复重传，进而会降低系统的性能。
　　本文设计一种针对业务的基于信噪比与功率优化的路由协议。该协议主要由三个核心算法组成：可靠性算法、协作通信算法与功率优化算法。可靠性算法是本协议的主体，用于保证业务的可靠性，通过适当减小节点可利用覆盖范围来满足可靠性要求；协作通信算法通过节点协作减小通信的中断概率，继而增加了系统的可靠性，该算法工作于减小的覆盖范围内不存在可利用路由节点时；功率优化算法基于自由空间传播模型，通过几何分析方法选择路由节点以降低功率消耗。
　　该协议将业务根据其自身要求来进行计算，将节点的通信范围从自身的固有值降低至业务可靠性需求范围值，当在该通信范围内没有节点存在时，通过协作通信算法来提高其余节点的可靠性传输；进而再在此基础上进行路由。在路由过程中，还要降低系统的功率消耗以延长网络的生存时间，采用功率优化算法，通过几何分析方法来降低系统的功耗。同时，在路由算法设计中，引入社交网络相关的概念与分析方法，将社交网络的中心化等度量用于节点的过滤。
　　本文还提出网络层的丢包模型，该模型用于模拟网络层丢包，与传统模型不同在于该模型考虑网络层丢包原因，该模型用于可靠路由协议仿真的信道建模。
　　最后通过仿真验证可靠性协议。在相同的场景下，本文提出的协议在可靠性上较AODV更高，满足数据网络传输需求。

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缩略语表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2论文目标与内容

1.3论文结构安排

第二章Ad hoc网络中路由技术

2.1Ad hoc路由协议研究现状

2.2Ad hoc路由协议存在问题

2.3Ad hoc网络路由新型研究方法介绍

2.4本章总结

第三章 基于信噪比与功率优化的跨层路由协议

3.1问题的提出

3.2协议信道模型

3.3协议关键技术简介

3.4基于信噪比与功率优化路由算法

3.5协议流程示例

3.6本章小结

第四章 网络层丢包模型研究

4.1传统丢失模型

4.2网络层丢包模型

4.3模型仿真分析

4.4本章小结

第五章 基于信噪比与功率优化跨层路由协议仿真分析

5.1仿真场景设计

5.2仿真平台验证

5.3算法实现流程

5.4协议仿真与分析

5.5本章总结

第六章 全文总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果