移动Ad Hoc网络中拥塞控制技术及路由算法研究

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近年来,移动Ad Hoc网络凭借其自组织性、无中心性等网络特点,得到了越来越多的广泛应用。但是,由于移动场景的复杂性和网络拓扑结构的动态变化,很容易造成网络拥塞,使得移动无线通信的性能受到很大的影响。因此,合理地解决网络拥塞问题,减少不必要的控制开销,以便提高网络传输的有效性和可靠性,成为当前Ad Hoc网络路由算法研究的重要方向。在移动Ad Hoc网络中,由于移动节点既要接收消息,又要作为路由器为其他节点转发数据,可能会使得网络出现拥塞;除此以外,移动Ad Hoc网络自身节点的移动性和拓扑结构的动态变化又加重了拥塞的程度。所以,通过结合网络的情况设计一种行之有效的拥塞控制自适应方案是十分有必要的。另外,由于移动Ad Hoc网络的特点,洪泛算法在其路由协议中应用十分普遍,可是洪泛算法会给网络带来极大的控制开销。因此,通过设计新的方案来减少洪泛问题带来的控制开销是有很重要的研究意义的,一方面可以减少网络拥塞情况,另一方面也可以提升网络的性能。为了合理地解决拥塞控制问题,我们对许多研究者提出的方案进行了分析比较,综合考虑众多研究方案的优缺点之后,最后提出了新的研究方案。我们结合现实情景中紧急情况下的消息转发处理以及道路交通堵塞情景,通过在引入优先级控制的基础上,提出了新的拥塞控制自适应方案,拥塞自适应性机制可以根据网络拥塞程度及时调整消息的传输情况,提高了网络的传输效率;另外,为了解决移动自组网中洪泛带来的控制开销过大问题,我们将流言转发概率机制与平均节点度相关联。我们根据网络节点度情况选取合适的转发概率,通过新提出的I-Gossip算法解决了移动Ad Hoc网络中控制开销过大的问题,保障了消息传输的可靠性。最后,我们通过使用网络仿真软件NS2对新算法进行了仿真验证。新的拥塞控制自适应算法—PCA算法在网络的数据包投递率和端到端时延方面有了很好的改进,而解决控制开销过大的I-Gossip算法也实现了我们的设计目标。并且,随着网络规模的变大,两种算法所带来的收益将会越为明显。新提出的两种研究方案合理地解决了 Ad Hoc网络中拥塞控制和开销过大等问题,为Ad Hoc网络在多种领域的应用提供了理论研究基础。随着移动自组网越来越广泛的应用,新提出的路由算法研究方案可以更好地为移动自组网在军事通信领域、移动会议场景、紧急服务和灾难恢复等方面提供更为高效和可靠的信息传输服务。
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