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移动Ad hoc网络中文件广播分发算法的研究与实现

作　者: 朱韬
导　师: 陈勤
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 移动Ad Hoc网络最小连通支配集广播算法文件分发协议
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 13次
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内容摘要

移动Ad Hoc网络(MANET)是一种重要的通信网络,具有开放的无线信道、动态变化的拓扑结构、无集中化基础结构等特点,与有线网络相比,更适合被应用于会议、学术交流、野外救援通信等。然而,MANET在网络广播、动态网络管理和资源发现等方面依然不够成熟,因此本文主要围绕其中的文件广播分发和动态网络管理展开研究。首先,本文针对规模较大的MANET中,树形最小支配集构建缓慢且网络开销大的问题,通过分析常见的几种最小支配集算法,并借鉴“场”的思想,在求得极大独立集的基础上,引入节点阶势和候选节点,通过判断节点的阶势,优化域的生成和域边界上连接节点的调整,设计了一种基于域的分布式最小连通支配集启发式算法(ZBCDS)。理论分析和仿真实验表明,ZBCDS算法生成的连通支配集中节点的数量较少,在理想情况下少于7.60pt+1.2,且能快速的构建连通支配集。其次,因为所要设计的文件广播分发算法将被应用在MANET环境中,需要适应多变的移动环境,而ZBCDS算法的重点是快速且高效的构建连通支配集(CDS),对移动环境中节点的移动特性缺少考虑,已建立的数据传输路径容易因为节点的移动而断开,造成频繁的路由修复。针对该问题,在ZBCDS算法的基础上,引入相对移动率,设计了一种基于相对移动率的最小连通支配集启发式算法(MB-ZCDS)。该算法同时考虑了支配节点规模与节点之间相对移动率,使得相同域的节点拥有相近的移动特征。仿真实验表明,在移动环境中MB-ZCDS算法可以有效构建较稳定的数据传输路径。最后,在MB-ZCDS算法的基础上,设计了一个文件广播分发协议。该协议采用MB-ZCDS算法构建虚拟骨干网,并设计了与MB-ZCDS算法相匹配的移动管理机制。利用NS-2网络模拟平台,通过调整节点移动速度和节点数量,比较协议在移动环境中的自适应能力和可扩展性,仿真结果表明,本文给出的文件广播分发协议有良好的自适应能力和可扩展性。本文的研究成果对于移动Ad hoc网络中文件广播分发方法具有一定的理论参考价值与实际应用价值。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 移动AD HOC网络  10-14
    1.1.1 移动Ad hoc网络结构  11-12
    1.1.2 移动Ad Hoc网络的特点  12-13
    1.1.3 移动Ad Hoc网络的应用场合  13-14
  1.2 MANET的主要技术难题  14-15
  1.3 本文主要研究目的和内容  15-16
  1.4 论文的结构安排  16-17
第二章 MANET中的广播和最小支配集广播算法概述  17-26
  2.1 MANET中的广播  17
  2.2 广播风暴问题及解决方案  17-18
  2.3 最小连通支配集广播算法  18-25
    2.3.1 传输半径相同的最小连通支配集  18-21
    2.3.2 传输半径不同的最小连通支配集算法  21-24
    2.3.3 算法模拟结果  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章基于域的分布式最小连通支配集的启发式算法  26-34
  3.1 算法符号说明  26-27
  3.2 算法相关的假设和定理  27
  3.3 算法中涉及的概念  27-28
  3.4 算法描述  28-30
  3.5 算法分析与仿真结果  30-33
    3.5.1 算法分析  30-31
    3.5.2 仿真结果  31-33
  3.6 本章小结  33-34
第四章基于相对移动率的最小支配集启发式算法  34-42
  4.1 算法概述  34-35
  4.2 相对移动率  35-36
  4.3 基于相对移动率的最小连通支配集启发式算法  36-39
  4.4 仿真参数设计  39
  4.5 仿真结果与分析  39-41
  4.6 本章小结  41-42
第五章基于相对移动率的文件广播分发协议  42-66
  5.1 协议架构  42-43
  5.2 协议的数据结构和分组格式  43-51
    5.2.1 协议的数据结构  43-45
    5.2.2 协议的分组结构  45-51
  5.3 协议操作  51-57
    5.3.1 邻居信息的获得和维护  51-53
    5.3.2 虚拟骨干网的移动管理机制  53-56
    5.3.3 文件广播分发的过程  56-57
  5.4 文件广播分发协议的仿真与性能评价  57-60
    5.4.1 NS-2与通信网络模拟  57-59
    5.4.2 仿真参数和评估参数  59-60
  5.5 仿真结果及分析  60-65
    5.5.1 协议对移动环境的自适应能力  60-62
    5.5.2 协议的可扩展性  62-65
    5.5.3 仿真总结  65
  5.6 本章小结  65-66
第六章总结与展望  66-68
  6.1 总结  66
  6.2 展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
附录作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目  73-74
详细摘要  74-77

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