移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中路由與拓撲控制技術(shù)的研究.pdf

1、移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種自組織、快速配置而且無需固定基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)。它們由可以被放置在任意位置的無線節(jié)點組成，這些無線節(jié)點通過協(xié)同工作使用有限的網(wǎng)絡(luò)資源和管理來完成通信。由于并不是所有節(jié)點都能夠直接通信，所以這些節(jié)點需要借助網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點來傳播數(shù)據(jù)包達到彼此通信的目的。隨著節(jié)點的移動，如何迅速準確地選擇到達目的節(jié)點的路由(即網(wǎng)絡(luò)的路由選擇問題)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)的性能，增強網(wǎng)絡(luò)的抗毀性是目前研究移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的一些熱點

2、問題。 當前，國內(nèi)外學者己經(jīng)做了大量的工作來研究路由協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)層拓撲控制技術(shù)，但仍然存在許多未解決的問題。本文根據(jù)移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的基本特征，在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上，深入分析和討論了適用于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)和拓撲控制技術(shù)。 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新性結(jié)果如下： 1．提出了一種適用于移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議GLNFR(Greedy and Local Neighbor Face Routing)，該協(xié)議

3、以GG(Gabriel Graph)圖作為無線網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，利用節(jié)點中存儲的鄰節(jié)點位置信息及其所鄰接的平面子圖上的面矢量信息，結(jié)合了貪婪轉(zhuǎn)發(fā)、局部面矢量信息轉(zhuǎn)發(fā)和周邊轉(zhuǎn)發(fā)這三種不同模式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)的增加以及節(jié)點移動性的增強，該路由算法具有良好的可擴展性和適應(yīng)性，仿真結(jié)果說明本文的算法在提高網(wǎng)絡(luò)性能方面的優(yōu)越性。 2．基于移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特性，提出了一種適用于移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議PAG

4、PSR(Power-Aware Greedy Perimeter Stateless Routing)，該協(xié)議在原有的基于地理位置的路由協(xié)議GPSR的基礎(chǔ)上增加了節(jié)點能量感知和負載均衡算法，修改了GPSR的轉(zhuǎn)發(fā)策略，使網(wǎng)絡(luò)中能量消耗和網(wǎng)絡(luò)負荷分布更加均勻，從而延長了整個網(wǎng)絡(luò)的生存時間。 3．為了保證地理路由協(xié)議分組轉(zhuǎn)發(fā)的可達性和限制路由長度，提出了一種局部化Delaunay三角剖分算法，使得網(wǎng)絡(luò)形成的底層拓撲滿足連通性、平面性和

5、稀疏性，并且是原拓撲的t-支撐圖。通過理論分析和仿真實驗充分說明了算法的有效性。 4．提出了一種基于方向性天線的分布式拓撲控制算法，我們可以同時通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的發(fā)射功率和改變節(jié)點天線的方向性來對網(wǎng)絡(luò)的拓撲進行控制，每個節(jié)點逐漸增大它的發(fā)射功率直到該節(jié)點在它方向性天線的每個扇區(qū)內(nèi)找到足夠數(shù)量的鄰節(jié)點。由于每個節(jié)點使用了較低的發(fā)射功率以及算法形成的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中的平均節(jié)點度數(shù)較小，從而提高了整個網(wǎng)絡(luò)的使用壽命，降低了節(jié)點間的干擾