移动Ad hoc网络中文件广播分发算法的研究与实现

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移动Ad Hoc网络(MANET)是一种重要的通信网络,具有开放的无线信道、动态变化的拓扑结构、无集中化基础结构等特点,与有线网络相比,更适合被应用于会议、学术交流、野外救援通信等。然而,MANET在网络广播、动态网络管理和资源发现等方面依然不够成熟,因此本文主要围绕其中的文件广播分发和动态网络管理展开研究。首先,本文针对规模较大的MANET中,树形最小支配集构建缓慢且网络开销大的问题,通过分析常见的几种最小支配集算法,并借鉴“场”的思想,在求得极大独立集的基础上,引入节点阶势和候选节点,通过判断节点的阶势,优化域的生成和域边界上连接节点的调整,设计了一种基于域的分布式最小连通支配集启发式算法(ZBCDS)。理论分析和仿真实验表明,ZBCDS算法生成的连通支配集中节点的数量较少,在理想情况下少于7.60pt+1.2,且能快速的构建连通支配集。其次,因为所要设计的文件广播分发算法将被应用在MANET环境中,需要适应多变的移动环境,而ZBCDS算法的重点是快速且高效的构建连通支配集(CDS),对移动环境中节点的移动特性缺少考虑,已建立的数据传输路径容易因为节点的移动而断开,造成频繁的路由修复。针对该问题,在ZBCDS算法的基础上,引入相对移动率,设计了一种基于相对移动率的最小连通支配集启发式算法(MB-ZCDS)。该算法同时考虑了支配节点规模与节点之间相对移动率,使得相同域的节点拥有相近的移动特征。仿真实验表明,在移动环境中MB-ZCDS算法可以有效构建较稳定的数据传输路径。最后,在MB-ZCDS算法的基础上,设计了一个文件广播分发协议。该协议采用MB-ZCDS算法构建虚拟骨干网,并设计了与MB-ZCDS算法相匹配的移动管理机制。利用NS-2网络模拟平台,通过调整节点移动速度和节点数量,比较协议在移动环境中的自适应能力和可扩展性,仿真结果表明,本文给出的文件广播分发协议有良好的自适应能力和可扩展性。本文的研究成果对于移动Ad hoc网络中文件广播分发方法具有一定的理论参考价值与实际应用价值。
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