论文部分内容阅读
摘 要：在当今时代，随着无线互联网用户的不断增加，给无线网络移动通信数据传输性能带来了很多新的要求。本文中为了有效提高无线网移动通信数据通信效率，采用了优化传输性能的方法，提出了一种新型分组头压缩的算法（PHC-DSR），较之传统主要运用动态源路由（DSR）算法有很大进步。
关键词：无线网；数据传输；性能优化
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0284-02
1 引 言
DSR算法是Adhoc网络的路由算法中很具有代表性的一种，DSR全名叫动态源路由（Dynamic Source Routing，DSR），其本质是一种非常典型的按照需求不断更新反应路由的协议。但是，它还是存在着一些不足，比如说它的数据传输开销很大，为了克服这些弊端，相关学者提出了新型分组头压缩DSR算法。
2 传统算法的弊端
传统DCR算法中的中间节点只需根据缓存路由表转发数据即可，可以有效减少路由开销、分组冲突和大规模路由更新信息的传递。但是它的缺陷也同样很明显，为了有效地提高数据传输效率，相关学者提出了多种改进型DSR算法，其目的主要是为了改善传统DSR算法中节点转发的每个数据分组头都需要携带完整的路由数据信息，数据传输分销较大的难题。其代表主要为：一种具有地址列表压缩功能的DSR算法（HB-DSR）和一种基于EST路由自动缩短的DSR算法（EST-DSR）。HB-DSR算法虽然改善了DSR分销较大的难题，但是数据分组头还是很大，没有有效地解决问题。EST-DSR算法是用预期发送时间来评测链路质量，进行路由的自动缩短，发送数据包进入链路，进行在缓存中自动寻找到达目标节点更短的路径，这种方法虽然提高了路由质量，但是由于数据包较大的缘故，会导致通信开销的问题。故而新型分组头压缩的算法（PHC-DSR）为更好地优化无线网通信数据传输性能应运而生。[1]
3 新型算法概述
PHC-DSR算法由两个阶段构成，分别为路由发现和数据包传输。路由发现是指寻找源节点到目标节点的最优路径，数据包传输是指在上述寻找到的路径上传输压缩数据包。
3.1 新型通信传输系统传输原理
DSR算法是根据Adhoc网络的特点所创建，由研究对象决定网络模型，所以移动节点随机分布在二维平面上，遵循随机无规律的运动模式，节点的无规律运动性会导致网络数据模型的不断更新，每一个节点都有单独的运动轨迹，可以用同样的标识来标记节点的地址。假设所有的运动节点都具有相同传输效率，如果两个节点运动到彼此的传输距离内，则两者之间存在可以进行数据传输的链路。
当源节点想与目标节点进行通信连接时，将整个过程分成两步。第一步应该检验缓存中是否存在该传输路径，如果缓存中储存了源节点和目标节点的传输路径，直接进行下一步。如果缓存中没有储存，那么就由源节点不断发送请求数据包，进行可用最短路径的收集工作，中间节点收到数据包后，记录下位置信息，然后继续传送到相邻的下一个节点，不断地进行这一过程，直到将数据包传送到目标节点。第二步目标节点开始创建回应路由数据包，同时开始核算路径的摘要信息，将其储存于缓存中，以上述相反的路径将数据包传送到中间节点，并在此进一步核算路径的摘要信息，核算完毕后继续传送到相邻的下一个节点，重复核算路径摘要信息的过直到数据包重新回到源节点。[2]PHC-DSR的核心技术点即进行分组头路径的摘要信息压缩就在这一步进行，但是十分依赖网络模型的规模，如果网络规模过大，由于寻找目标节点地址的源节点过多，可能会导致数据包传输的冲突。
在传统DSR算法路由技术中，源节点包含着所有的路径摘要信息，即由通过各个节点的地址信息所构成的列表。中间节点在接收到数据包后，储存数据包的同时删除上一相邻节点特有的标识信息，并将数据包继续传送到下一相邻节点，不断地重复此过程，直到将数据包传送到目标节点。
但传统的路由计算方式并不适用于大规模的Adhoc网络的数据传输工作，为了弥补传统算法的不足，所以，本文提出了新型分组头压缩的算法（PHC-DSR），具体改进如下所示：首先进行这样的假设，将源节点所接收的路径摘要信息设为一个定值，并将其插入到数据分组头中，取代原来所储存的完整路径信息，发送到中间节点，运用此方式可以大幅减小数据包的大小，加快数据包传输速度，提升整个网络模型的工作效率。
然而，新型算法中同样存在一种意外状况，即为在中间节点中发现存在多个子节点的路径摘要值是相同的，这是一种极小概率情况，但是却会使数据包的压缩过程发生冲突，在这种状况下，运用将所由子节点路径摘要信息构成集合的方式，从中选择路径最短的传输方案，并且放弃添加任何控制信息，从而达到优化传输方式和抵消冲突的目的。[3]
3.2 新型算法PHC-DSR的要求
本文从三个方面对新型路由算法的优点进行了分析，分别为储存需求；通信开销；传输延迟。
3.2.1 储存需求
在本文的分析中，新型算法优化的前提是每一个节点必须不断维护本身的路由表，因为在这个表中将储存所有子路径的信息传递和信息索引。并且能在最糟糕的状态下可以维持所有子路径的安全，稳定地进行信息传输工作，缓存中所对应的子路径数为周围所对应的移动网络节点数，而记录条数需要符合通过此节点的路径数量。最糟糕的状况是指此节点位于整个网络模型的正中心，几乎与所有节点相连，当网络规模为几百个是，可以通过计算得出：作为整个网络模型的中心，此中心节点的储存需求可以被当今硬件标准储存大小所接受，即PHC-DSR算法技術并不被当今储存设备的规格所约束。
3.2.2 通信开销
通信开销具体是指在数据进行传输过程中所需要整合并且核算的信息总量，为了将数据更快更准确地发送到目的节点，将信息分别插入整个数据分组头。而这些信息在本质上并不属于客户信息，所以可以选择将之压缩，从而达到将全部通信开销降低的目的。 3.2.3 传输延迟
根据计算分析我们发现传输延迟主要是因为路径长度影响着数据包的大小，从而产生了这一问题。而传统的DSR算法必须通过在数据分组头中插入路径参数，所以并没有解决这一难题的有效方式，但新型算法PHC-DSR完全不用考虑这一问题，它并不受路径长度的制约。
4 仿真结果分析
通过进行实验，获得的仿真结果可以得出随着节点数的增加，数据包的传输时间有很大的不同。本文中主要介绍的新型PHC-DSR算法在相同的网络规模下数据包传输所需时间是最短的，传统DSR算法数据包传输所需时间最长，上文所提到的改进型EST-DSR算法数据包传输时间虽然有所降低，但并不如新型PHC-DSR算法。在相同网络规模下数据包的传输时间的长短主要是用来衡量传输延迟的重要标准，本文中介绍的新型PHC-DSR算法能够将传输延迟降到最低主要是因为将数据包进行了分组头压缩。
同样随着节点数变化的还有用户最为关注的通信开销问题，通过仿真模拟测试得出的结果，新型PHC-DSR算法在相同的网络规模下通信开销是最低的，传统DSR算法通信开销最大，改进型EST-DSR算法的通信开销次之。这样的结果主要是因为传统DSR算法和改进型EST-DSR算法在数据包中插入了完整的路由路径数据信息。而新型PHC-DSR算法在表头位置就将数据进行了分组头压缩，这非常有效地降低了在相同网络规模下的通信开销。[4]
最后进行在相同规模下数据传输效率的仿真测试，同样是新型PHC-DSR算法最优，改进型EST-DSR算法次之，传统DSR算法的传输效率最差。而随着网络规模的增加数据传输效率也不断增加，这是因为在整个网络模型中节点数增加，从而使可用路径数变大，更容易找到最短最适用的路径。
通过传输时间，传输效率，通信开销三个方面的仿真模拟实验，新型PHC-DSR算法全都取得最优的结果。
5 结束语
针对传统DSR算法存在的通信效率低和传输性能差这两方面的不足，通过新型PHC-DSR算法进行了完善，即在不影响完整路径信息的条件下压缩了数据包的大小从而有效地降低了数据传输的时间和数据传输开销，使通信传输性能比传统更好。并且新型PHC-DSR算法的实用性和干扰能力比之传统DSR算法得到了较多的强化，安全性能和可靠性能也得到了较大的提升，最重要的数据传输效率方面得到了增強。总而言之，该方案具有巨大的应用价值和工程意义，且通用性很强，有非常好的发展前景。
参考文献
[1]马 丽.移动通信网络数据传输探究[J].通讯世界，2017（23）：89～90.
[2]施 亮.浅析移动通信网络数据传输[J].现代工业经济和信息化，2017，7（08）：107～108.
[3]吴旭萍，陈 韬.浅谈移动通信网络数据传输[J].中国新通信，2017，19（10）：24.
[4]毕艳军.移动通信中的数据传输技术探究[J].通讯世界，2017（04）：108.
收稿日期：2018-5-15
关键词：无线网；数据传输；性能优化
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0284-02
1 引 言
DSR算法是Adhoc网络的路由算法中很具有代表性的一种，DSR全名叫动态源路由（Dynamic Source Routing，DSR），其本质是一种非常典型的按照需求不断更新反应路由的协议。但是，它还是存在着一些不足，比如说它的数据传输开销很大，为了克服这些弊端，相关学者提出了新型分组头压缩DSR算法。
2 传统算法的弊端
传统DCR算法中的中间节点只需根据缓存路由表转发数据即可，可以有效减少路由开销、分组冲突和大规模路由更新信息的传递。但是它的缺陷也同样很明显，为了有效地提高数据传输效率，相关学者提出了多种改进型DSR算法，其目的主要是为了改善传统DSR算法中节点转发的每个数据分组头都需要携带完整的路由数据信息，数据传输分销较大的难题。其代表主要为：一种具有地址列表压缩功能的DSR算法（HB-DSR）和一种基于EST路由自动缩短的DSR算法（EST-DSR）。HB-DSR算法虽然改善了DSR分销较大的难题，但是数据分组头还是很大，没有有效地解决问题。EST-DSR算法是用预期发送时间来评测链路质量，进行路由的自动缩短，发送数据包进入链路，进行在缓存中自动寻找到达目标节点更短的路径，这种方法虽然提高了路由质量，但是由于数据包较大的缘故，会导致通信开销的问题。故而新型分组头压缩的算法（PHC-DSR）为更好地优化无线网通信数据传输性能应运而生。[1]
3 新型算法概述
PHC-DSR算法由两个阶段构成，分别为路由发现和数据包传输。路由发现是指寻找源节点到目标节点的最优路径，数据包传输是指在上述寻找到的路径上传输压缩数据包。
3.1 新型通信传输系统传输原理
DSR算法是根据Adhoc网络的特点所创建，由研究对象决定网络模型，所以移动节点随机分布在二维平面上，遵循随机无规律的运动模式，节点的无规律运动性会导致网络数据模型的不断更新，每一个节点都有单独的运动轨迹，可以用同样的标识来标记节点的地址。假设所有的运动节点都具有相同传输效率，如果两个节点运动到彼此的传输距离内，则两者之间存在可以进行数据传输的链路。
当源节点想与目标节点进行通信连接时，将整个过程分成两步。第一步应该检验缓存中是否存在该传输路径，如果缓存中储存了源节点和目标节点的传输路径，直接进行下一步。如果缓存中没有储存，那么就由源节点不断发送请求数据包，进行可用最短路径的收集工作，中间节点收到数据包后，记录下位置信息，然后继续传送到相邻的下一个节点，不断地进行这一过程，直到将数据包传送到目标节点。第二步目标节点开始创建回应路由数据包，同时开始核算路径的摘要信息，将其储存于缓存中，以上述相反的路径将数据包传送到中间节点，并在此进一步核算路径的摘要信息，核算完毕后继续传送到相邻的下一个节点，重复核算路径摘要信息的过直到数据包重新回到源节点。[2]PHC-DSR的核心技术点即进行分组头路径的摘要信息压缩就在这一步进行，但是十分依赖网络模型的规模，如果网络规模过大，由于寻找目标节点地址的源节点过多，可能会导致数据包传输的冲突。
在传统DSR算法路由技术中，源节点包含着所有的路径摘要信息，即由通过各个节点的地址信息所构成的列表。中间节点在接收到数据包后，储存数据包的同时删除上一相邻节点特有的标识信息，并将数据包继续传送到下一相邻节点，不断地重复此过程，直到将数据包传送到目标节点。
但传统的路由计算方式并不适用于大规模的Adhoc网络的数据传输工作，为了弥补传统算法的不足，所以，本文提出了新型分组头压缩的算法（PHC-DSR），具体改进如下所示：首先进行这样的假设，将源节点所接收的路径摘要信息设为一个定值，并将其插入到数据分组头中，取代原来所储存的完整路径信息，发送到中间节点，运用此方式可以大幅减小数据包的大小，加快数据包传输速度，提升整个网络模型的工作效率。
然而，新型算法中同样存在一种意外状况，即为在中间节点中发现存在多个子节点的路径摘要值是相同的，这是一种极小概率情况，但是却会使数据包的压缩过程发生冲突，在这种状况下，运用将所由子节点路径摘要信息构成集合的方式，从中选择路径最短的传输方案，并且放弃添加任何控制信息，从而达到优化传输方式和抵消冲突的目的。[3]
3.2 新型算法PHC-DSR的要求
本文从三个方面对新型路由算法的优点进行了分析，分别为储存需求；通信开销；传输延迟。
3.2.1 储存需求
在本文的分析中，新型算法优化的前提是每一个节点必须不断维护本身的路由表，因为在这个表中将储存所有子路径的信息传递和信息索引。并且能在最糟糕的状态下可以维持所有子路径的安全，稳定地进行信息传输工作，缓存中所对应的子路径数为周围所对应的移动网络节点数，而记录条数需要符合通过此节点的路径数量。最糟糕的状况是指此节点位于整个网络模型的正中心，几乎与所有节点相连，当网络规模为几百个是，可以通过计算得出：作为整个网络模型的中心，此中心节点的储存需求可以被当今硬件标准储存大小所接受，即PHC-DSR算法技術并不被当今储存设备的规格所约束。
3.2.2 通信开销
通信开销具体是指在数据进行传输过程中所需要整合并且核算的信息总量，为了将数据更快更准确地发送到目的节点，将信息分别插入整个数据分组头。而这些信息在本质上并不属于客户信息，所以可以选择将之压缩，从而达到将全部通信开销降低的目的。 3.2.3 传输延迟
根据计算分析我们发现传输延迟主要是因为路径长度影响着数据包的大小，从而产生了这一问题。而传统的DSR算法必须通过在数据分组头中插入路径参数，所以并没有解决这一难题的有效方式，但新型算法PHC-DSR完全不用考虑这一问题，它并不受路径长度的制约。
4 仿真结果分析
通过进行实验，获得的仿真结果可以得出随着节点数的增加，数据包的传输时间有很大的不同。本文中主要介绍的新型PHC-DSR算法在相同的网络规模下数据包传输所需时间是最短的，传统DSR算法数据包传输所需时间最长，上文所提到的改进型EST-DSR算法数据包传输时间虽然有所降低，但并不如新型PHC-DSR算法。在相同网络规模下数据包的传输时间的长短主要是用来衡量传输延迟的重要标准，本文中介绍的新型PHC-DSR算法能够将传输延迟降到最低主要是因为将数据包进行了分组头压缩。
同样随着节点数变化的还有用户最为关注的通信开销问题，通过仿真模拟测试得出的结果，新型PHC-DSR算法在相同的网络规模下通信开销是最低的，传统DSR算法通信开销最大，改进型EST-DSR算法的通信开销次之。这样的结果主要是因为传统DSR算法和改进型EST-DSR算法在数据包中插入了完整的路由路径数据信息。而新型PHC-DSR算法在表头位置就将数据进行了分组头压缩，这非常有效地降低了在相同网络规模下的通信开销。[4]
最后进行在相同规模下数据传输效率的仿真测试，同样是新型PHC-DSR算法最优，改进型EST-DSR算法次之，传统DSR算法的传输效率最差。而随着网络规模的增加数据传输效率也不断增加，这是因为在整个网络模型中节点数增加，从而使可用路径数变大，更容易找到最短最适用的路径。
通过传输时间，传输效率，通信开销三个方面的仿真模拟实验，新型PHC-DSR算法全都取得最优的结果。
5 结束语
针对传统DSR算法存在的通信效率低和传输性能差这两方面的不足，通过新型PHC-DSR算法进行了完善，即在不影响完整路径信息的条件下压缩了数据包的大小从而有效地降低了数据传输的时间和数据传输开销，使通信传输性能比传统更好。并且新型PHC-DSR算法的实用性和干扰能力比之传统DSR算法得到了较多的强化，安全性能和可靠性能也得到了较大的提升，最重要的数据传输效率方面得到了增強。总而言之，该方案具有巨大的应用价值和工程意义，且通用性很强，有非常好的发展前景。
参考文献
[1]马 丽.移动通信网络数据传输探究[J].通讯世界，2017（23）：89～90.
[2]施 亮.浅析移动通信网络数据传输[J].现代工业经济和信息化，2017，7（08）：107～108.
[3]吴旭萍，陈 韬.浅谈移动通信网络数据传输[J].中国新通信，2017，19（10）：24.
[4]毕艳军.移动通信中的数据传输技术探究[J].通讯世界，2017（04）：108.
收稿日期：2018-5-15