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Ad hoc无线网络DSR路由协议研究

作　者: 李理岩
导　师: 陈自清；武穆清
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: Ad hoc网络 DSR路由协议 机会路由 多路径路由协议
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近年来,Ad hoc网络的灵活性和实用性逐渐受到人们的重视,具有广阔的发展前景。但是,由于Ad hoc网络不同于传统网络,很多技术不能直接应用于Ad hoc网络,因此,主要技术尚处于研究阶段。路由协议是影响Ad hoc网络性能的关键技术之一,网络的实际性能在很大程度上取决于路由协议。Ad hoc网络的路由协议通常采用跟有线网络相似的路由机制。研究发现,这类路由机制不能很好地适应无线信道的不稳定性和网络拓扑的动态变化性。按需路由协议中的动态源路由协议(Dynamic Source Routing Protocol, DSR)是Ad hoc网络路由协议中性能较优的一种,但对快速变化的移动网络拓扑结构反应较慢,且单路径协议容易失去连接,经常需要重新建路,产生较大的时延,从而导致效率降低。本文针对这一问题,从多个角度对DSR协议进行优化。首先,本文详细介绍了DSR路由协议中涉及到的参数,并对DSR路由协议各参数依赖关系给出了一些论述。由于具体应用场景各异,所以DSR协议的参数也不可能是一成不变的。针对链型拓扑,本文对DSR协议的参数进行修改,通过实际测试对比表明参数修改后协议性能好于默认参数的DSR协议。其次,本文提出了一种机会路由机制,该机制借助传统路由的路由请求消息和路由回复消息建立转发列表,只有转发列表中的节点才是参与通信的有效节点。列表中的节点根据到目的节点的跳数设定优先级,选择最优节点,实现数据包的调度转发。转发列表由源节点统一建立和维护,中间节点不需要维护路由信息。最后本文从时延,时延抖动和投递率角度,对比传统路由协议DSR和机会路由协议的性能,通过实际测试对比体现出机会路由的优势。最后,本文引入多路径路由协议对DSR协议进行优化。使用按需路由的单路径DSR协议容易失去连接,经常需要重新建路,导致较大的时延。多路径算法分离协议(Split Multipath Routing Protocol,SMR)在源节点和目的节点间建立两条可用的路径,比单路径更能适应Ad hoc网络,但因多径建立时需要更多的控制分组,有较高的路由开销。本文在Ad hoc无线网络环境下,探索对SMR协议的优化,降低控制分组的数量。利用NS-2仿真软件将优化协议与DSR、SMR协议在路由开销、投递率和端到端时延方面进行了对比,结果表明优化后的协议性能好于DSR、SMR协议。综上所述,本文从3个不同的角度对DSR协议进行了优化,通过实际场景测试及NS2平台下的仿真证明改进后的路由协议比原DSR协议更能适应Ad hoc网络。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 引言  10-13
  1.1 研究背景  10-11
    1.1.1 选题背景  10
    1.1.2 研究的意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11
  1.3 论文研究成果  11-12
  1.4 论文的内容安排及创新点  12-13
第二章 Ad hoc网络概述  13-21
  2.1 Ad hoc网络简介  13-16
    2.1.1 Ad hoc网络的起源及特点  13-14
    2.1.2 Ad hoc网络的应用  14-15
    2.1.3 Ad hoc网络的关键技术  15-16
  2.2 Ad hoc网络的路由协议  16-19
    2.2.1 路由协议的要求  16-17
    2.2.2 路由协议的分类  17-18
    2.2.3 路由协议的性能评价  18
    2.2.4 常见的路由协议  18-19
  2.3 本章小节  19-21
第三章 DSR路由协议介绍  21-27
  3.1 DSR协议概述  21
  3.2 DSR路由发现  21-22
  3.3 DSR路由维护  22-23
  3.4 DSR协议研究现状及评价  23-26
  3.5 本章小节  26-27
第四章 DSR路由协议参数优化  27-33
  4.1 DSR路由协议主要参数介绍  27-28
  4.2 DSR路由协议主要参数分析  28
  4.3 路由协议参数的改进及测试  28-32
    4.3.1 测试场景  28-29
    4.3.2 测试内容及方法  29
    4.3.3 测试结果及分析  29-32
  4.4 本章小节  32-33
第五章 机会路由  33-49
  5.1 传统路由协议面临的问题  33
  5.2 机会路由协议概述  33-36
    5.2.1 机会路由协议与DSR路由协议的区别与联系  33-34
    5.2.2 机会路由基本术语  34-35
    5.2.3 机会路由协议的基本思想  35-36
    5.2.4 机会路由协议的包结构  36
  5.3 机会路由的操作  36-43
    5.3.1 转发列表的建立和优先级的设定  36-38
    5.3.2 路由请求接收  38-39
    5.3.3 路由应答接收  39-40
    5.3.4 数据包的发送  40-41
    5.3.5 数据包的转发  41-43
    5.3.6 转发列表的维护  43
  5.4 消息格式  43-45
    5.4.1 路由请求消息  43-44
    5.4.2 路由回复消息  44
    5.4.3 数据包头  44-45
  5.5 性能测试  45-48
    5.5.1 室外测试场景  45-46
    5.5.2 测试内容及方法  46
    5.5.3 测试结果及分析  46-48
  5.6 本章小节  48-49
第六章 多路径路由协议  49-60
  6.1 多路径路由协议简介  49-52
    6.1.1 研究背景  49-50
    6.1.2 多径路由协议的分类  50-51
    6.1.3 典型的多径路由协议  51-52
    6.1.4 研究内容  52
  6.2 使用NS2仿真工具对路由协议的仿真  52-59
    6.2.1 NS2语言简介  52
    6.2.2 NS2仿真的一般过程  52-53
    6.2.3 SMR存在的问题及改进方法  53-56
    6.2.4 仿真场景说明  56-57
    6.2.5 仿真结果及分析  57-59
  6.3 本章小节  59-60
第七章 结束语  60-61
  7.1 论文工作总结  60
  7.2 进一步的研究工作  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
攻读学位期间发表或已录用的学术论文  64

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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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