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基于动态指数平滑模型预测Ad Hoc网络流量的路由协议

作　者: 张婷
导　师: 沙毅
学　校: 东北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: Ad Hoc网络 负载均衡 流量预测 动态指数平滑
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
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内容摘要


Ad Hoc网络是由一组移动节点通过自组连接形成的多跳无线网络。该网络允许节点以任意速度和模型运动,这就要求路由协议必须有足够快的反应速度以跟得上节点移动所导致的网络拓扑结构的变化。传统的AODV路由协议选择最短路径传输数据,经常造成网络负载过分集中在某些节点,使数据包在这些过载节点的处理时延过长或者被丢弃,因此负载均衡问题的研究至关重要。提出一种基于动态指数平滑模型对网络流量负载进行预测的负载均衡路由协议DES-TPLBP (Dynamic Exponential Smoothing Model-Based An Ad Hoc Network Traffic Prediction Load Balancing Protocol)。该协议根据MAC层接口队列长度计算流量负载,同时将网络动态平均负载定义为阈值。在路由维护阶段利用动态指数平滑模型对节点的流量负载进行预测,根据预测到的下一时刻流量负载状况,在节点拥塞丢包之前,提前实施路由更新机制,以此提高网络性能,保证数据传输的可靠性。另外在路由发现阶段中间节点将自身的负载和阈值比较,根据比较结果有选择地转发RREQ分组,以阻止在重负载节点上建立路由；同时目的节点采用延时应答的方法选择轻负载路径回复应答分组,以实现均衡负载。在NS-2仿真平台上从三个不同的角度对DES-TPLBP、T-LBRP和AODV三种协议进行仿真和性能分析。结果表明：与传统AODV协议相比,T-LBRP协议将平均端到端时延最大降低约32%,路由开销改善18%,分组投递率上升8%。DES-TPLBP协议比T-LBRP协议有更好的网络性能,DES-TPLBP协议较AODV协议将端到端时延最大降低约37%,路由开销改善20%,并使分组投递率上升10.4%,即从整体上改善网络性能。

全文目录


中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 Ad Hoc网络概述  9-13
  1.2 课题的目的和意义  13
  1.3 论文组成  13-15
第2章 Ad Hoc网络技术  15-25
  2.1 Ad Hoc路由协议概述  15-18
  2.2 负载均衡路由协议的提出  18-20
  2.3 负载均衡路由协议的分类  20-25
第3章 基于流量的负载均衡协议的设计与仿真  25-47
  3.1 T-LBRP协议的设计思想  25
  3.2 负载探测  25-26
  3.3 负载的计算  26-27
  3.4 T-LBRP协议的要点  27-31
    3.4.1 定时器的实现  28
    3.4.2 含流量信息的RREQ包的实现  28-29
    3.4.3 含流量信息路由条目的实现  29-30
    3.4.4 含流量负载的邻居节点列表  30
    3.4.5 含流量信息的RREP包  30-31
    3.4.6 含流量信息的Hello分组的实现  31
  3.5 T-LBRP协议的实现  31-36
    3.5.1 负载均衡机制  31-33
    3.5.2 T-LBRP协议的实现流程  33-36
  3.6 仿真以及性能分析  36-47
    3.6.1 仿真环境的介绍  37
    3.6.2 仿真参数设置  37-38
    3.6.3 仿真及结果分析  38-47
第4章 指数平滑预测模型及其应用  47-59
  4.1 流量预测的可行性分析  47
  4.2 预测的模型的选取  47-48
  4.3 指数平滑预测模型  48-55
    4.3.1 传统的指数平滑模型  48-49
    4.3.2 自适应动态指数平滑算法  49-55
  4.4 仿真及结果分析  55-59
第5章 基于流量预测的路由协议设计及仿真  59-75
  5.1 DES-TPLBP协议的设计思路  59-60
  5.2 DES-TPLBP协议要点实现  60-65
    5.2.1 DES-TPLBP协议的路由状态解析  61
    5.2.2 流量数据处理  61-63
    5.2.3 预警信号发送条件  63
    5.2.4 含网络平均负载的分组头的实现  63
    5.2.5 预警信号功能实现  63-65
    5.2.6 路由更新机制的实现  65
  5.3 DES-TPLBP协议的整体实现流程  65-66
    5.3.1 DES-TPLBP协议的路由发现流程  65
    5.3.2 DES-TPLBP协议的路由维护流程  65-66
  5.4 仿真及结果分析  66-75
第6章 结语  75-77
  6.1 本文的主要工作  75-76
  6.2 课题的未来发展方向  76-77
参考文献  77-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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