Ad Hoc网络地理路由算法研究

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Ad Hoc网络的研究已成为网络领域的一大热点,本文主要对无线、可移动的Ad Hoc网络地理路由算法进行了研究。Ad Hoc网络中,所有的节点都同时具备普通移动终端的功能和路由器的双重功能,并且网络中所有的节点都是可以自由移动的,这些节点的移动导致了网络的拓扑结构的动态改变。Ad Hoc网络对路由协议的要求不同于有线网络,基于地理坐标的路由算法就是其中一个应用广泛的路由。本文介绍的地理路由算法有三个前提假设点:网络节点知道自身的坐标,一跳邻节点的坐标以及目的节点的坐标。DSR有两个重要的组成部分:查找路由和维护路由。在GR算法中,分组发送节点能局部最优地选取网络中地理坐标距离目的节点最近的一跳邻节点作为转发节点。GPSR算法,是对GR算法的一种改进,在GR算法遇到“空洞”,不能继续贪婪转发时,GPSR开始沿着“空洞”的边缘右手原则往下转发分组,是一种结合贪心转发和边缘转发的路由算法,用比较距离远近的方式判断“路由空洞”问题得到解决,GPSR会及时返回到贪婪路由模式。用网络仿真工具NS-2对Ad Hoc网络中的以上三种路由算法进行几种不同场景的模拟仿真,得出各个路由算法在分组传输成功率、路由算法开销、分组选取路径的节点数等方面的结果并对这些仿真数据进行分析。在高节点移动网络和高流量负载的网络中,GPSR有领先优势。GPSR的特点和优势就在于维护路由信息成本低,它只需要维护节点的相邻节点的路由信息。GPSR算法能保证路由路径的发现,避免存在路径而数据包不可达的情况。GPSR右手原则边缘转发数据包解决“路由空洞”问题,实际上所用的是一种迂回的路由方法,它的平均路由路径长度不能达到到最优。本文对GPSR算法进行改进,在数据包报头中增加一个存储数据包传送跳数的字段,边缘转发模式下的节点本地存储最近一次路由路径信息,比较邻节点接收数据包的路由跳数,得出最优路由路径并进行存储。仿真数据分析表明,改进后的GPSR-PRO算法达到了预期缩短平均路由路径的效果。GPSR-PRO算法对GPSR改进的初衷就是缩短平均路由路径长度,在路由空洞比较多且网络拓扑结构变化不是特别快的无线网络中,GPSR-PRO算法在缩短平均路由路径长度上表现得更明显。
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