Ad-Hoc网络抗干扰路由修复技术的研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:a200638012
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移动Ad hoc网络,是一种特殊的无线移动网络,网络中所有结点处于平等地位,没有中心控制结点,无需任何网络固定基础设施支持。由于Ad Hoc网络的以上特性,使得其可以应用在很多领域,尤其在军事领域。因其无需事先架设基础设施、组网快速并具有非常强的抗毁灭性,使得Ad Hoc网络可以很好的适应瞬息万变的战场环境。但是,由于无线信道带宽资源有限、节点自主移动性强、安全性较弱、能源有限等问题,使Ad Hoc网络的实际应用面临很多的挑战。尤其在军事战术通信网中,如何有效提高网络的抗干扰能力和自愈能力,是目前网络研究中的热点问题。本文首先对Ad Hoc网络中的干扰模型进行了分析研究,并基于无外部干扰源的链路干扰模型,给出该模型处于有外部干扰源、宽频外部干扰源两种情况时的数学模型。最后通过仿真分析了Okumura路径损耗模型的干扰情况,可知该模型通过选择适当的频率能够在一定程度上提高节点接收数据的信噪比,所以通过提高信噪比的方法,可以改善路由协议的性能。本文在AODV协议的基础上提出新的链路抗干扰路由协议:LAI-AODV(LinkAnti-interferenceAODV)。该协议首先将SINR(信噪比)值引入路由的发现过程,提高路由的稳定性和抗干扰能力;其次,对AODV协议的本地修复技术进行了分析,寻找使断链链路快速修复的有效方法,达到降低数据报文丢包率的目的。并提出新的路由修复算法,在算法中定义邻居丢失率以避开链路不稳定区域,结合两跳备份路由,对本地修复进行了改进,并增加数据报文抢救机制,使协议的性能进一步提高。LAI-AODV协议将SINR值引入路由发现的策略,在未增加额外报文的情况下,使新建路由更稳定。然后在AODV协议本地修复的基础上,设计了基于邻节点丢失率的避开不稳定区域的备份路由修复算法。在节点的稳定性评估中,通过对节点周围邻居丢失率计算来评估其稳定性,决定其是否参与路由修复过程,避免了二次修复及丢包问题。通过两跳路由备份,发起修复的节点可以了解两跳范围内的网络拓扑结构,在链路发生断路时,发现断路节点可依据邻节点信息及时查找本节点到下两跳节点的备份路由,在最短时间内修复中断的路由。本文中的备份路由信息通过邻节点之间广播HELLO消息来建立和维护,在不增加额外报文开销的情况下,保证备份路由的实时性和有效性,使路由修复的成功概率得到提升。最后本文在AODV协议的基础上改进了数据报文抢救机制,减少数据报文的丢包率,降低了网络开销。本文在OPNET仿真软件上对LAI-AODV协议进行了仿真。仿真实验结果表明:LAI-AODV协议与AODV协议相比,降低了报文的丢失率,减小了端到端时延,并有效控制了报文开销。
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