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基于主备链路稳定性的节能多径AOMDV-ES路由协议的研究与实现

作　者: 邹健
导　师: 夏利
学　校: 东北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: MANET AOMDV 扩展环搜索节能稳定
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 3次
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内容摘要

移动Ad hoc网络是不依赖于任何固定基础设施的多跳临时的自组织网络。由于移动Ad hoc网络具有拓扑动态变化、自组织、能量和带宽有限等特点,使得移动Ad hoc网络在灵活和实用的同时也存在着一些问题,得到了越来越深入的研究,其中节能和稳定的路由协议更是成为研究的热点与难点。移动Ad hoc网络中的AOMDV协议是典型的多径按需距离矢量路由协议,该协议计算多条开环和链路不相交的路径,通过简单的机制来分配通信量、平衡负载,提供有效的容错能力和较高的总带宽,受到人们的广泛关注。但由于移动Ad hoc网络资源有限,AOMDV协议采用洪泛的方式进行路由发现会导致控制开销过大；在建立路径时该协议没有考虑到节点能量和拥塞程度的问题,选择的最短时延路径不够稳定；如果动态维护多条路径的开销过大会抵消多径路由协议的优势。针对以上问题,本文提出了一种基于主备链路稳定性的节能多径AOMDV-ES路由协议,主要从以下几个方面进行改进：第一,在路由请求阶段,引入扩展环搜索的思想,并根据记录的节点状态参数转发消息,减少一些不必要的节点在多轮次的搜索中重复收发消息,从而减少控制消息的洪泛；节点记录历史跳数信息优化搜索的初始生存时间、搜索时的步进值等参数,根据先验信息寻找目的节点,减少重复搜索的次数和找到目的节点之后的冗余洪泛,从而节省能量,减少消息碰撞。第二,在路由选择时通过路由代价函数来选择最稳定的主备链路,提高分组递交率,减少端到端延迟和链路修复次数。第三,在路由维护阶段,仅动态维护有数据发送的活跃路由,减少网络中的控制消息。本文详细阐述了AOMDV-ES路由协议,并在NS2网络仿真软件上对AOMDV-ES协议和AOMDV协议在不同场景下进行仿真实验。通过对仿真结果的分析比较,验证了AOMDV-ES协议的整体性能在路由开销、分组递交率和平均端到端延时方面要优于AOMDV协议。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10
  1.2 移动Ad hoc网络概述  10-14
    1.2.1 移动Ad hoc网络的产生和发展  10-11
    1.2.2 移动Ad hoc网络中的问题及关键技术  11-12
    1.2.3 移动Ad hoc网络的国内外研究现状  12-14
  1.3 本文研究内容及组织结构  14-16
第2章移动Ad hoc网络的路由协议  16-26
  2.1 移动Ad hoc网络的协议栈  16-18
  2.2 移动Ad hoc网络路由协议分类  18-19
  2.3 移动Ad hoc网络路由协议的性能指标  19-21
  2.4 移动Ad hoc网络多径路由协议  21-24
  2.5 移动Ad hoc网络常用的节能稳定方案  24-25
  2.6 小结  25-26
第3章基于主备链路稳定性的节能多径AOMDV-ES路由协议  26-46
  3.1 AOMDV-ES协议的消息格式和数据结构  26-32
    3.1.1 AOMDV-ES协议路由请求消息(RREQ)格式  26-28
    3.1.2 AOMDV-ES协议其他消息格式  28-30
    3.1.3 节点数据结构  30-31
    3.1.4 节点跳数信息表  31-32
    3.1.5 邻居节点信息列表  32
  3.2 AOMDV-ES路由协议实现  32-44
    3.2.1 基于节能方案的节点状态设置  32-36
    3.2.2 基于节能方案的ERS初始化设置  36-41
    3.2.3 AOMDV-ES节能路由发现的实现  41
    3.2.4 AOMDV-ES主备稳定链路的实现及维护  41-44
  3.3 小结  44-46
第4章基于NS2平台的AOMDV-ES多径路由协议实现  46-64
  4.1 NS2网络仿真平台  46-53
    4.1.1 NS2原理和主要构件模块  46-49
    4.1.2 NS2中基本的无线模型  49-51
    4.1.3 NS2模拟的方法和基本过程  51-53
  4.2 AOMDV-ES协议在NS2中的仿真实现方法和步骤  53-63
    4.2.1 NS2中无线模块和AOMDV-ES的移动节点配置  53-56
    4.2.2 消息接收的实现  56-60
    4.2.3 消息发送的实现  60-61
    4.2.4 消息转发的实现  61
    4.2.5 在NS2中添加AOMDV-ES协议  61-63
  4.3 小结  63-64
第5章仿真实验及结果分析  64-70
  5.1 仿真介绍  64-65
    5.1.1 仿真场景设置  64
    5.1.2 仿真性能评价指标  64-65
  5.2 仿真结果分析  65-69
    5.2.1 不同的节点最大移动速度  65-67
    5.2.2 不同的间歇停留时间  67-69
  5.3 小结  69-70
第6章结论和展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-78
攻读硕士期间发表的论文  78

基于主备链路稳定性的节能多径AOMDV-ES路由协议的研究与实现

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