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AdHoc网络是一种特殊的无线网络,它不需要任何基础设施和集中管理设备的支撑,具有高度动态变化的拓扑结构.网络中各节点可任意移动,兼备路由器和终端两种功能.节点间往往通过中间节点的多跳转发完成通信,每个节点必须支持一个路由协议以便发现与其它节点通信的路由.
泛洪距离是评价AdHoc网络性能的重要参数之一,它不仅与路由选择的延迟和平均耗费有关,而且也与路由的稳定性和可靠性关系密切.本文以DSR协议为基础,针对路由发现和路由维护两个阶段,分别建立空间复用的随机图模型和马氏模型,着重分析泛洪距离这一重要网络性能参数.主要工作如下:
引入空间复用的机制.在一般的AdHoc网络中,由于许多节点可能不在相互的传送半径之内,因此这些节点能够同时发送信息而不相互干扰,这就是空间复用情形.这一机制的引入大大缩短了泛洪距离,提高了路由选择效率.
考虑路由请求分组带有步跳限制.在路由发现过程中,DSR协议限制了泛洪过程中路由请求分组的最大步跳数,以此来控制路由请求分组的延展,避免多余路由请求分组备份的产生,有效利用路由缓存器.
考虑每次泛洪过程都有时间限制.在实际情形中,泛洪过程不可能无限制地进行下去,DSR协议规定了每次路由发现泛洪过程所用时间的上界.这一限制在一定程度上减少了路由发现的延迟时间,减轻了网络负荷,加快了有效路由的建立.
从节点的相对距离变化入手,并与时间紧密联系起来,使之能用生灭过程来描述,建立了AdHoc网络的马氏模型,方便了路由维护过程的研究,并为AdHoc网络性能参数的研究开辟了一条可行途径.采取定量的分析方法,明确给出泛洪距离的条件期望,条件概率母函数以及路由回复平均次数等一些重要参数的解析公式;并比较空间复用和无空间复用的差别,证明在泛洪距离的意义下,前者的路由寻路效率优于后者.
本文得到的一系列结果不仅对AdHoc网络路由协议的评价和优化具有理论上的指导意义,而且为设计更有效的路由算法提供了新的思路.