无线自组织网络路由协议研究

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随着无线通信的快速发展,移动无线自组织网络技术在国内外越来越得到了重视,尤其是路由技术已成为研究的热点。由于移动无线自组织网络节点具有很高的移动性,拓扑结构会随时变化,这给网络路由查找带来了很大的困难,也给路由协议提出了更高的要求。一方面要求能够满足快速的拓扑结构变化,这就需要加快路由更新,因此增加了对网络资源的消耗;另一方面由于移动节点的计算能力和存储容量较低,并且能源受限,因此要求尽量减少网络资源的消耗。在这两者之间寻找最佳平衡点是一个困难的问题。在过去的二十年里,研究人员为无线自组织网络提出了一系列的路由协议,但至今仍没有一个实用性较强的路由协议,路由协议的研究仍处在仿真检验和探索的阶段。本文针对这一问题进行了深入的研究。论文主要对移动无线自组织网络中的路由技术进行深入研究,研究内容可以归纳为以下三个方面:1)深入研究了基于位置信息的路由协议,提出了基于位置触发的位置信息服务协议和椭圆区域路由协议(LEZR);2)针对区域路由协议(ZRP)的特点,提出了改进算法,增强了ZRP协议的性能;3)在实际路由协议应用测试过程中,针对路由协议AODV碰到的问题,提出了相应的改进算法。其具体内容如下:第2章对移动无线自组织网络技术进行了综述和分析,介绍了移动无线自组织网络的特点、面临的问题和路由协议的要求,分析了路由协议的现状及分类,并对路由技术的发展趋势进行了探讨。第3章对位置信息服务协议进行了全面的分析,介绍了位置信息服务的定义、分类和现有主要的几种位置信息服务,通过分析现有基于时间触发的位置信息服务的不足,提出了基于位置触发的位置信息服务协议。此协议不需要维护路由表,只需维护位置信息表,位置信息的更新只与节点的位置信息有关,更新机制采用分层位置触发,近距离采用局部更新,远距离采用全网更新。本章将时间更新与位置触发更新机制进行了理论分析和比较,将位置触发的位置服务协议与椭圆区域转发相结合,搭建了仿真平台,并验证了该协议的有效性。第4章集中分析了椭圆区域路由算法(LEZR),首先介绍了地理位置信息主要路由协议,然后阐述了建模的理论基础、系统模型、基本原理以及对椭圆区域路由协议进行了描述,构建了基于椭圆区域路由节点增加、删除和移动的网络模型。通过实例说明了算法的可实现性和有效性,并验证了该算法的优点;用NS搭建了基于位置触发的位置服务的椭圆区域路由算法仿真平台,通过与LAR相比较,验证了椭圆区域定向洪泛的优越性。第5章分析了区域路由协议(ZRP)的体系结构,针对区域路由协议洪泛控制开销比较大的问题,通过采用分时初始化、退避更新周期和增加应答机制等多种方式,来优化区域路由协议,并将改进的算法与原来的ZRP路由算法进行了仿真比较和分析,增强了区域路由协议的实用性。第6章基于AODV路由协议构建了无线自组织网络平台,通过测试,发现协议存在问题,针对这些问题提出了相应的改进算法,并得以实现。本论文在基于位置信息的路由协议方面做了一些独创性的工作,在路由实用性方面搭建了实验平台,积累了一些测试数据,对进一步研究无线自组织网络路由技术具有重要的实用意义。
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