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Ad hoc网络中能量均衡和节点不相交多径路由协议的研究

作　者: 张丹
导　师: 袁静波
学　校: 东北大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Ad hoc网络 AODV 能量均衡 节点不相交 多径
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


Ad hoc网络中节点能量有限,如果某些节点由于能量耗尽而停止工作,很可能导致整个网络分裂。另外,Ad hoc网络拓扑结构动态变化,无线带宽有限,单径路由不但不能充分利用有限的带宽,而且在链路拥塞或断开时,重新寻路会造成网络的不稳定和较大时延。这就使得节能和多径路由成为Ad hoc网络路由协议研究的热点。本文主要研究了Ad hoc网络的能量均衡和多径路由协议。深入分析了Ad hoc网络中典型的路由协议AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing),设计并实现了基于AODV的能量均衡路由协议—EB_AODV(Energy-Balancing Routing Based on AODV)和节点不相交多径路由协议—NDM_AODV(Node-Disjoint Multi-path Routing Based on AODV)。首先,分析了现有的节能路由协议的优缺点,针对AODV协议没有考虑节能,本文对AODV协议进行了节能扩展,提出了一种旨在最大化网络生存时间的能量均衡路由算法(EB_AODV),该算法将节点剩余能量作为选路控制条件,通过避免低能量节点参与路由,实现了节点间的能耗均衡性；通过能量充足的节点延迟转发机制,实现了网络的能耗均衡性。其次,分析了现有的多径路由协议的优缺点,针对AODV协议采用单径路由方式的不足,对AODV协议进行了多径扩展,设计了一种节点不相交多径路由算法NDM_AODV,该算法充分结合了DSR(Dinamic Source Routing)协议的源路由思想,通过记载路由请求分组的传递路径,来获得多条节点不相交路由；同时控制请求报文的转发数量,减小了路由开销。最后,对EB_AODV和NDM AODV进行了仿真实验,仿真结果表明,EB AODV协议有效的延长了网络生存时间,增加了分组投递率；NDM_AODV协议有效的减少了路由开销和时延,增加了投递率,它充分利用了Ad hoc网络有限的带宽资源。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 移动Ad hoc网络概述  10-14
    1.1.1 Ad hoc网络的特点  10-11
    1.1.2 Ad hoc网络的体系结构  11-13
    1.1.3 Ad hoc网络的应用  13-14
  1.2 论文的研究背景和意义  14-15
  1.3 国内外研究现状  15-16
  1.4 论文的主要研究内容  16
  1.5 论文结构  16-18
第2章 移动Ad hoc网络路由协议分析  18-34
  2.1 传统的Ad hoc网络路由协议  18-26
    2.1.1 Ad hoc网络路由协议的分类  18-19
    2.1.2 DSDV路由协议  19-20
    2.1.3 DSR路由协议  20
    2.1.4 AODV路由协议  20-25
    2.1.5 ZRP路由协议  25
    2.1.6 协议性能比较  25-26
  2.2 节能路由协议  26-29
    2.2.1 节能路由的度量  26-27
    2.2.2 最小化总传输能耗路由协议  27-28
    2.2.3 最大化网络生存时间路由协议  28-29
    2.2.4 两类节能协议比较  29
  2.3 多径路由协议  29-33
    2.3.1 多径路由的概述与分类  29-31
    2.3.2 多径路由的优点  31
    2.3.3 几种典型的多径路由协议  31-33
    2.3.4 多径路由性能比较  33
  2.4 本章小节  33-34
第3章 基于AODV的能量均衡路由协议  34-50
  3.1 问题的提出  34-35
  3.2 EB_AODV协议的设计思想  35-37
  3.3 EB_AODV协议的相关定义  37-38
    3.3.1 能量消耗模型  37
    3.3.2 延迟函数设计  37-38
  3.4 EB_AODV协议的算法实现  38-43
    3.4.1 EB_AODV协议的重要数据结构  38-39
    3.4.2 EB_AODV协议的路由发现  39-41
    3.4.3 EB_AODV协议的路由维护  41-43
  3.5 EB_AODV协议的仿真分析  43-49
    3.5.1 仿真环境  44-45
    3.5.2 仿真评价参数  45
    3.5.3 仿真结果分析  45-49
  3.6 本章小结  49-50
第4章 基于AODV的节点不相交多路径路由协议  50-62
  4.1 问题的提出  50
  4.2 NDM_AODV协议的设计思想  50-51
  4.3 NDM_AODV协议多径路由的建立  51-52
    4.3.1 源路由机制  51
    4.3.2 路由请求报文转发机制  51-52
    4.3.3 节点不相交多径路由的选择机制  52
  4.4 NDM_AODV协议的算法实现  52-56
    4.4.1 NDM_AODV协议的重要数据结构  53-54
    4.4.2 NDM_AODV协议的路由发现  54-56
    4.4.3 NDM_AODV协议的路由维护  56
  4.5 NDM_AODV协议的仿真分析  56-60
    4.5.1 仿真环境  56-57
    4.5.2 仿真评价参数  57
    4.5.3 仿真结果分析  57-60
  4.6 本章小结  60-62
第5章 结论与展望  62-64
  5.1 结论  62-63
  5.2 展望  63-64
参考文献  64-68
致谢  68

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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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