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基于自由树的MAODV组播路由协议改进研究

作　者: 何锦东
导　师: 夏幼明
学　校: 云南师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 移动Ad Hoc网络 组播路由协议 MAODV 网络仿真 单播路由 组播路由
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


移动Ad Hoc网络(移动自组网或MANET)是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一种多跳的临时性自治系统,网络中的结点相互通信而不依赖于预先架设的固定基础设施。以其组网灵活快捷,不需要预设网络基础设施,完全分布式等优点,在军事和紧急救援等特殊环境中有着非常广阔的应用前景,受到了人们的广泛关注。目前,移动Ad Hoc网络领域中需要进一步研究的问题还很多,其中组播问题是移动Ad Hoc网络研究领域中的一个重点和难点。本文在研究移动Ad Hoc网络组播问题基础上,围绕如何减少网络整体传输耗费和传输时延两个问题开展研究,主要研究工作包括：1、对MAODV(Multicast Ad Hoc On-Demand Distance Vector)路由协议进行研究,探讨协议的传输时延问题、组长的选取与管理问题。2、对MAODV激活分组(MACT)的激活时机进行探讨的基础上,提出了一种根据网络状况对路径进行激活的方法。该方法增强了MAODV路由协议对Ad Hoc网络移动特性的适应性。3、研究了自由树的中心的求解算法,对引用算法的正确性给出了证明。4、分析了MAODV路由协议中组长的位置选取的相关特征,给出其代价的最小性,并进行了证明；在此基础上提出了基于传输次数的MAODV改进算法和基于自由树的中心的MAODV改进算法,第一个改进的算法避免了MAODV路由协议中组长处于组播共享树叶子结点的位置,减少了数据分组的传输次数;第二个改进的算法不但具备基于传输次数的MAODV改进算法的优点,而且减少了网络传输的延迟。5、在NS2网络仿真平台环境下,对MAODV路由协议及其改进协议进行了实现工作,并对二者进行了对比分析,实现的结果表明改进的算法符合上述理论的特征。移动Ad Hoc网络(移动自组网或MANET)是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一种多跳的临时性自治系统,网络中的结点相互通信而不依赖于预先架设的固定基础设施。以其组网灵活快捷,不需要预设网络基础设施,完全分布式等优点,在军事和紧急救援等特殊环境中有着非常广阔的应用前景,受到了人们的广泛关注。目前,移动Ad Hoc网络领域中需要进一步研究的问题还很多,其中路由问题是移动Ad Hoc网络研究领域中的一个重点和难点。本文就这一领域的研究现状给出了以下几个方面的介绍：1、从Ad Hoc网络发展史开始,介绍了Ad Hoc网络的结构和表示问题,并在此基础上介绍了Ad Hoc网络的关键技术,指出路由技术是Ad Hoc网络的关键技术之一2、介绍了什么是路由问题,并在此基础上,引出Ad Hoc网络的路由问题,同时介绍了进行路由问题研究的方法。3、在介绍Ad Hoc网络路由面临问题的基础上,介绍了常见的Ad Hoc单播路由协议,并对这些协议的优缺点进行了比较。4、在对Ad Hoc网络组播路由问题进行简要介绍的基础上,按Ad Hoc组播路由协议的分类,对常见的Ad Hoc网络组播路由协议进行了介绍,给出了MAODV路由协议存在的不足,并介绍了本文的改进算法。对常见协议的性能进行了比较,最后介绍了组播路由问题的发展方向。

全文目录


基于自由树的MAODV组播路由协议 的学位论文">组播路由协议改进研究  3-54
  摘要  4-5
  Abstract  5-9
  第1章 引言  9-12
    1.1 研究的背景和意义  9
    1.2 Ad Hoc组播路由协议的研究现状  9-10
    1.3 本文所做的工作  10-11
    1.4 论文结构  11-12
  第2章 移动Ad Hoc网络的组播路由协议  12-27
    2.1 移动Ad Hoc网络概述  12-14
      2.1.1 移动Ad Hoc网络的特点  12-13
      2.1.2 移动Ad Hoc网络的数学模型  13-14
    2.2 组播简介  14-16
      2.2.1 固定网络的组播  14-15
      2.2.2 移动Ad Hoc网络的组播  15-16
    2.3 移动Ad Hoc网络组播路由协议分类  16-17
    2.4 常见Ad Hoc组播路由协议比较  17-18
    2.5 MAODV路由协议  18-27
      2.5.1 MAODV路由协议的分组格式  19-22
      2.5.2 组播成员的加入  22-23
      2.5.3 组播路由的维护  23-26
      2.5.4 控制信息小结  26-27
  第3章 MAODV路由协议的改进  27-44
    3.1 基于路由激活方式的MAODV改进  27-28
      3.1.1 立即激活路由的建议  27
      3.1.2 立即激活路由的建议分析  27-28
      3.1.3 根据网络状况激活路由的建议  28
    3.2 自由树的中心结点求解  28-31
      3.2.1 自由树及其性质  28-29
      3.2.2 自由树的中心结点求解算法  29-31
    3.3 MAODV路由协议组长分析  31-34
      3.3.1 组长的选取  31-32
      3.3.2 组长位置特征分析  32-34
    3.4 基于传输次数的MAODV改进  34-35
    3.5 基于自由树的中心的MAODV改进  35-44
      3.5.1 改进的基本思想  35-37
      3.5.2 算法设计  37-41
      3.5.3 算法的一个实例  41-44
  第4章 MAODV路由协议及改进协议的NS2仿真  44-48
    4.1 NS2简介  44-45
    4.2 协议的NS2仿真及分析  45-48
      4.2.1 仿真环境  45-46
      4.2.2 根据网络状况进行路由激活的改进仿真分析  46-47
      4.2.3 基于传输次数改进的仿真分析  47-48
  第5章 结论  48-49
    5.1 工作总结  48
    5.2 未来工作展望  48-49
  参考文献  49-52
  攻读学位期间发表的学术论文和研究成果  52-53
  致谢  53-54
移动Ad Hoc网络路由协议研究综述  54-107
  摘要  55-56
  Abstract  56-59
  第1章 移动Ad Hoc网络简介  59-70
    1.1 移动Ad Hoc网络发展历史简述  59-61
    1.2 移动Ad Hoc网络  61-67
      1.2.1 移动Ad Hoc网络的数学模型  61-62
      1.2.2 移动Ad Hoc网络体系结构  62-66
      1.2.3 移动Ad Hoc网络的特点  66-67
    1.3 移动Ad Hoc网络的关键技术  67-70
  第2章 Ad Hoc路由问题简述  70-79
    2.1 路由概述  70-73
      2.1.1 路由选择算法  70-71
      2.1.2 路由协议的性能评估标准  71
      2.1.3 路由选择策略  71-73
    2.2 Ad Hoc路由问题分析  73-77
      2.2.1 路径的建立  73-75
      2.2.2 路径改变的检测  75-76
      2.2.3 路径的更新  76-77
      2.2.4 数据报文的传送  77
    2.3 Ad Hoc路由协议的研究方法  77-79
  第3章 Ad Hoc网络的单播路由协议  79-89
    3.1 Ad Hoc网络路由协议面临的主要问题  79-80
    3.2 两类典型的自适应路由协议  80-82
      3.2.1 距离矢量路由算法(DAV)  80-81
      3.2.2 链接状态路由算法  81-82
    3.3 Ad Hoc路由协议分类  82-85
    3.4 几种典型Ad Hoc单播路由算法  85-87
    3.5 几种典型Ad Hoc单播路由协议比较  87-89
  第4章 Ad Hoc网络的组播路由协议  89-103
    4.1 Ad Hoc组播路由协议概述  89-91
    4.2 基于树的组播路由  91-97
      4.2.1 MADOV协议  91-93
      4.2.2 MAODV路由协议的不足及改进  93-95
      4.2.3 AMRIS协议  95
      4.2.4 LGT协议  95-97
    4.3 基于格网的组播路由  97-100
      4.3.1 ODMRP协议  98-99
      4.3.2 CAMP协议  99-100
    4.4 混合的组播路由  100-101
    4.5 几种不同的组播路由比较  101-102
    4.6 Ad Hoc网络组播技术的发展方向  102-103
  参考文献  103-107
The Research on the Improvement of Free-tree-based MAODV Multicast Routing Protocol  107-163
  Abstract  108-112
  Chapter one Introduction  112-116
    1.1 The Background and Significance of the Research  112
    1.2 The Status Quo of the Research on Ad Hoc Multicast Routing Protocol  112-114
    1.3 The Research  114-115
    1.4 The Structure of the Thesis  115-116
  Chapter Two Mobile Ad Hoc Network Multicast Routing Protocol  116-136
    2.1 A Brief History of Ad Hoc Network  116-118
      2.1.1 The Features of Mobile Ad Hoc Network  116-117
      2.1.2 Mobile Ad Hoc Network Model  117-118
    2.2 Introduction to Multicast  118-121
      2.2.1 Fixed Network Multicast  118-119
      2.2.2 Mobile Ad Hoc Networks Multicast  119-121
    2.3 The classification of Mobile Ad Hoc network multicast routing protocol  121-123
    2.4 Comparison of Several Different Multicast Routing  123
    2.5 MAODV routing protocol  123-136
      2.5.1 MAODV Routing Protocol Message Format  125-128
      2.5.2 Joining Members of the Multicast  128-130
      2.5.3 Multicast Routing Maintenance  130-134
      2.5.4 A Summary of Controlled Information  134-136
  Chapter Three The Improvement of MAODV Routing Protocol  136-156
    3.1 The Improvement of MAODV Based on the Activation of Routing  136-137
      3.1.1 Proposal on Instant Activated Routing  136
      3.1.2 Proposed Analysis of Instant Activation Routing  136-137
      3.1.3 Proposal on Routing Activation Based on Network Condition  137
    3.2 Algorithm on Central Node of Free Trees  137-140
      3.2.1 Free Tree and Its Nature  137-138
      3.2.2 Algorithm on Central Node of Free Tree  138-140
    3.3 MAODV head of routing protocol  140-144
      3.3.1 Selection of Group Leader  140-141
      3.3.2 Analysis of Leader Position  141-144
    3.4 MAODV Improvement Based on the Transmission Frequency  144-146
    3.5 MAODV Improvement Based on Central Free Trees  146-156
      3.5.1 Basic Idea of Improvement  146-147
      3.5.2 Algorithm Design  147-152
      3.5.3 An Example of Algorithm  152-156
  Chapter Four MAODV routing protocols and agreements to improve thesimulation NS2  156-161
    4.1 Introduction to NS2  157-158
    4.2 The simulation and Analysis of NS2 Agreement  158-161
      4.2.1 Simulation Environment  158-159
      4.2.2 Simulation Analysis of Routing Activation Improvement on the State of Network  159-160
      4.2.3 Simulation Analysis Based on the Transmission Frequency Improvement  160-161
  Chapter Five Conclusion  161-163
    5.1 Summary  161-162
    5.2 Prospects for future work  162-163
Literature Review on Ad Hoc Networks Routing Protocol  163-217
  Abstract  164-167
  Chapter One Introduction to Mobile Ad Hoc Networks  167-180
    1.1 A Brief History of Mobile Ad Hoc Network Development  167-169
    1.2 Mobile Ad Hoc Networks  169-177
      1.2.1 Mobile Ad Hoc network model  169-171
      1.2.2 Mobile Ad Hoc Network Architecture  171-176
      1.2.3 Features of Mobile Ad Hoc Network  176-177
    1.3 Key Technologies of Mobile Ad Hoc Network  177-180
  Chapter Two A Brief Introduction to Problems in Ad Hoc Routing  180-190
    2.1 Routing Overview  180-183
      2.1.1 Routing Algorithm  180-181
      2.1.2 Routing Protocol Performance Evaluation Standards  181
      2.1.3 Routing Strategy  181-183
    2.2 Ad Hoc Routing Analysis  183-188
      2.2.1 Establishment of the Path  183-186
      2.2.2 The Detection of Path Change  186-187
      2.2.3 Path Update  187-188
      2.2.4 Data on the Transmission of Text  188
    2.3 Ad Hoc Routing Protocol Research Methods  188-190
  Chapter Three Unicast Routing protocol of the Ad Hoc Network  190-201
    3.1 Ad Hoc network routing the main problems facing the protocol  190-191
    3.2 Two Types of Typical Adaptive Routing Protocol  191-193
      3.2.1 Distance Vector Routing Algorithm(DAV)  191-192
      3.2.2 Link State Routing Algorithm  192-193
    3.3 Ad Hoc Routing Protocol Category  193-196
    3.4 Several Types of Typical Ad Hoc Nnicast Routing Algorithm  196-199
    3.5 Typical Ad Hoc Unicast Routing Protocol Comparison  199-201
  Chapter Four The Multicast Routing Protocol of Ad Hoc Network  201-217
    4.1 An Outline of Ad Hoc Multicast Routing Protocol  202-204
    4.2 Based on the Multicast Routing Tree  204-211
      4.2.1 MAODV Protocol  204-205
      4.2.2 MAODV routing protocol and the lack of improvement  205-208
      4.2.3 AMRIS Protocol  208-209
      4.2.4 LGT Protocol  209-211
    4.3 Multicast Routing Based on the Grid  211-214
      4.3.1 ODMRP Protocol  212-213
      4.3.2 CAMP Protocol  213-214
    4.4 Mixed Multicast Routing  214-216
    4.5 Comparison of Several Different Multicast Routing  216
    4.6 Developmental Orientation of Multicast Ad Hoc network  216-217

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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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