基于位置的MANET路由协议研究与实现

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移动自组网(MANET)是一种不需要基础设施支持的无线网络,具有移动、分布式和多跳等特点。网络中的节点具有终端和路由器的双重功能,节点具有路由获取和分组转发的功能,非常适用于救灾应急通信及军事领域。由于网络拓扑结构动态变化,通信带宽及能量受限等原因,使得移动自组网的研究极具挑战性。   本文重点研究基于位置的MANET网络路由协议。文章首先介绍了MANET的起源,分析了MANET的特点,阐述了MANET的体系结构、关键技术,以及国内外研究现状。继而讨论了MANET路由协议的分类,以及每种协议各自的优缺点。针对GPS辅助型路由协议,本文回顾了五种经典的基于位置的路由协议,并进行了比较分析,探索了MANET路由协议的设计及其性能问题和评价标准,得出了基于位置的层次型路由协议的设计思想。   基于位置信息的路由协议主要由两个部分组成:前向转发策略和位置服务。本文在第三、四章分别对这两部分进行了详细的阐述。在基于位置的前向转发策略中,本文采用“合零为整”的分层转发策略,按地理位置将网络覆盖区域进行分区管理,大幅减少了参与路由和转发的节点数,有效地节约了无线网络资源;采用源路由机制,降低了中间转发节点在路由决策中的算法复杂度和节点的信息存储要求。在位置服务中,本文采用基于四叉树的层次型结构,与前向转发策略共用网关节点,能够很好的与之协同工作。同时,层次型位置服务还具有查询步骤少,算法简单,速度快,引起的延时小;位置查询涉及的节点少,转发包少;维护信息少,需要的更新少,省带宽等优点。   本文最后利用NS-2仿真软件对基于位置的层次型路由协议进行了模拟实验。实验结果表明,与传统的MANET路由协议相比,基于位置的层次型路由协议在扩展性、查询开销、查询成功率等方面都有明显提高。
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