适应无线信道不稳定性的机会路由机制的设计与实现

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该课题源自宽带网络研究室教育部留学归国人员项目:无线自组织网络试验平台的研究与实现。本文提出和实现的机会路由机制是适用于无线自组织网络的。无线自组织网络是一个多跳、临时、无中心的网络,是一个可以在任何时候、任何地点快速构建起来的移动通信网络。其中,路由协议是影响无线自组织网络性能的关键技术之一。也是目前无线自组织网络领域研究成果最为集中的一个方向。无线自组织网络的路由协议通常采用跟有线网络相似的路由机制。研究发现,这类路由机制不能很好地适应无线信道的不稳定性和网络拓扑的动态变化性。麻省理工学院首度提出的路由随机核心思想被证明能够更好地适应无线信道的特点和网络的拓扑动态性。各研究机构纷纷提出了自己的机会路由方案。但是目前提出的方案几乎都停留在仿真阶段,且多数路由方案不能支持网络中的多流通信。机会路由的核心思想是:节点在发送数据包之前,并不指定下一跳节点。而是广播数据包,在确实接收到数据包的节点中动态地选择一个最佳节点来转发数据包。本文提出了一种新的机会路由机制,该机制借助传统路由的路由请求消息和路由回复消息建立转发列表,只有转发列表中的节点才是参与通信的有效节点。列表中的节点根据到目的节点的跳数设定优先级,选择最优节点,实现数据包的调度转发。转发列表由源节点统一建立和维护,中间节点不需要维护路由信息。相比于其它的机会路由机制,本文提出的方案能够支持多对源和目的之间的通信,并且建立转发列表的开销要小得多。本文的重点部分是在Linux平台上以可加载内核模块的方式实现了提出的路由方案。协议的实现分为系统功能和协议算法两大部分。最后本文从时延和投递率角度,对比于传统路由协议AODV分析了机会路由协议的性能,并指出了机会路由协议的适用场景。
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