一种改进的AODV路由算法

中山大学硕士学位论文一种改进的AODV路由算法姓名：周希林申请学位级别：硕士专业：信息计算科学指导教师：吴红20100529一种改进的AODV路由算法作者：周希林学位授予单位：中山大学相似文献(10条)1.学位论文曹英烈移动adhoc网络路由算法研究2006无线通信技术和计算机网络技术的快速发展为无线移动通信网络奠定了基础。移动adhoc网络正是在此环境下诞生的，并逐渐成为当前移动网络研究的重点。它不需要固定基础设施的支持，能够在不能或不便利用现有网络基础设施的情况下提供一种通信平台，从而拓宽移动通信网络的应用场合，可广泛应用于国防战备、抢险救灾、应对突发事件等无法得到有线网络支持或临时需要通信的环境，是下一代网络的重要组成部分。路由技术担负着为数据分组寻找路由和将其传送到目的地的任务，是移动adhoc网络中的一项关键技术，而路由算法和协议则是路由技术的核心内容，直接关系到成功率、吞吐率和时延等网络性能的优劣。移动adhoc网络中不存在固定的基础设施，如基站等；每个节点都兼有终端及路由功能，可以为其它的节点转发数据包。如何在众多节点中合理高效地分配无线资源以及在源节点和目的节点间建立稳定有效的路由成为移动adhoc网络的核心问题。移动adhoc网络所具有的分布式、多跳、自组织、动态拓扑、时变信道、资源受限等特点，使得传统的有线网和有中心无线网络的路由算法和协议无法在移动adhoc网络中直接应用。为此需要根据移动adhoc网络的特点设计专门的路由算法和协议，而这些特点也给路由算法和协议的设计带来具大的挑战。本文针对移动adhoc网络中的路由技术，对移动adhoc网络中的基于拓扑和基于位置的两大类路由算法和协议进行了总结和分析，集中研究了以下几个方面的内容：基于位置的无信标的路由算法，基于拓扑和基于位置路由算法的性能比较，基于拓扑和位置信息的混合路由算法，以及利用位置信息对动态源路由的路由维护进行改进的算法。主要的研究成果如下：1．基于位置的路由算法根据其路由决定是否需要邻近节点的位置信息可以分为两类：有信标的路由算法和无信标的路由算法。有信标的路由算法需要周期性的信标来维护邻近节点的位置信息，从而根据邻节点的位置信息来做出明确的路由决定。周期性的信标的使用占用了大量的宝贵的无线资源。无信标的路由算法不需要任何周期性的消息来维护邻近节点的位置信息，它的路由决定是由所有接收到数据包的节点根据其相对于发送节点和目的节点的位置信息来做出的。针对已有的基于位置的贪婪路由策略中仅仅考虑了进程或方向中一个度量的缺陷，本文定义了一种结合了传统的进程和方向的综合度量指标一改进进程，使用此度量寻找到的路由在进程和方向上的综合指标得到提高。将此新的度量与无信标的贪婪转发策略相结合，提出了改进进程的基于位置的无信标的路由算法I_PBBLR(improvedprogresspositionbasedbeaconlessroutingalgorithm)。2．在总结和分析移动adhoc网络中的多种基于拓扑的路由算法的基础上，对动态源路由协议(DSR)进行了深入的分析，并用OPNET对其进行了建模和仿真。将所提出的改进进程的基于位置的无信标的路由算法与动态源路由的性能通过仿真进行了比较。3．基于拓扑的路由算法是依靠网络中链路的信息来进行路由，它至少要维护网络中现在要使用的路由。基于位置的路由算法既不建立路由，也不维护路由，它仅仅根据节点的位置将将包向目的节点的方向上转发，但是它必须先知道目的节点的位置。本文提出了一种基于拓扑和基于位置的混合路由算法，它通过对包头的修改，利用DSR的各种包的发送同时扩散节点的位置信息，完成了位置服务的功能，使得采用基于位置的路由算法成为可能。仿真结果表明这种混合路由算法大大提高了网络路由的性能，比单纯的基于拓扑的DSR和基于位置的路由算法的性能都要高很多。4．在动态源路由(DSR)中，往往采用一种泛洪的方法来建立路由。当所用的源路由失败后，如果路由缓存中没有其它的可用路由时，又不得不采用泛洪来维护路由。当网络中节点的移动速度增加时，经常的泛洪使得用于路由维护的开销大大增加。本文提出了一种利用位置信息对DSR进行路由维护的算法，它大大减少了DSR启动泛洪的次数。这种改进不仅大大提高了DSR的性能，而且使得改进后的DSR路由算法更加适合节点快速移动、网络拓扑快速变化的移动adhoc网络。2.期刊论文姚忠邦.曹志刚移动AdHoc网络中的负载均衡路由算法-电讯技术2004,44(6)移动AdHoc网络(MANET)中的路由算法应尽量使网络负载均衡,不均衡不仅导致正在通信的路由由于过度拥塞而引起数据包延时过大、吞吐量下降,而且会使拥塞节点的能量提前耗尽,从而加剧网络拓扑结构的变化及节点之间的不公平性.本文对目前提出的一些负载均衡路由算法进行了简要比较和分析,在此基础上,指出了目前负载均衡路由算法中存在的一些问题,并提出了一个实现负载均衡路由算法的一般模型.基于该模型,文中提出了一种简单的负载均衡路由算法.仿真结果表明,负载均衡路由算法比未考虑负载均衡的路由算法具有更高的数据包投递率和更低的数据包传输延时.3.学位论文任智移动AdHoc网络路由算法及协议研究2005移动AdHoc网络是一种把移动通信和计算机网络结合在一起的网络，它具有分布式、自组织、自配置、自管理等特征，不需要固定基础设施的支持，能够在不能或不便利用现有网络基础设施的情况下提供一种通信支撑平台，从而拓宽了移动通信网络的应用场合，可广泛应用于国防战备、抢险救灾、应对突发事件等无法得到有线网络支持或只是临时需要通信的环境，是下一代网络的重要组成部分。路由技术担负着为数据分组寻找路由和将其传送到目的地的任务，是移动AdHoc网络中的一项关键技术，而路由算法和协议则是路由技术的核心内容，直接关系到时延、吞吐率和成功率等网络性能的优劣。移动AdHoc网络所具有的多跳、动态拓扑、时变信道、资源受限等特点，给路由算法和协议的设计带来很大挑战，传统的有线网和有中心无线网络的路由算法和协议无法在移动AdHoc网络中直接应用。为此，需要根据移动AdHoc网络的特点设计专门的路由算法和协议，这是移动AdHoc网络研究和设计的主要技术难点之一。本文针对移动AdHoc网络中的路由技术，围绕平面结构移动AdHoc网络中的表驱动和按需两大类路由算法和协议，集中研究了以下几方面内容：基于拓扑维护的多信道表驱动路由算法、基于源路由的表驱动多径路由算法、基于跨层设计的高效按需路由协议、基于跨层设计的按需定向路由协议、基于MPR泛洪的按需路由算法。表驱动路由算法，也被称为先应式路由算法，采用了表驱动的路由发现机制。在这种机制中，网络节点通过周期性广播控制消息来交换路由信息并利用收到的路由信息生成路由表，供数据分组寻找路由时使用。周期性广播控制信息会增加网络的开销，但节点根据存储的网络拓扑关系(即路由表)为数据分组寻路，则能减小分组的端到端时延。移动AdHoc网络表驱动路由算法中具有代表性的是OLSR路由算法。OLSR算法本质上是一种链路一状态算法，它通过MPR泛洪方式减少了广播控制消息的开销以适应移动AdHoc网络中资源受限的环境。针对OLSR中的节点在动态环境下会出现路由表项不全的问题以及多信道条件下的信道选择问题，本文在第二章中提出了一种基于拓扑维护的控制消息发送控制方法和一种基于剩余带宽的信道选择算法，并把它们结合起来，得到了一种新的基于拓扑维护的自适应多信道表驱动路由算法—MOLSR-TM(MultichannelOptimizedLinkStateRoutingbasedonTopologyMaintenance)。MOLSR-TM同时工作在8个MAC信道上，能够根据节点的拓扑维护状态自适应地调整控制消息的发送，以便增强节点对网络拓扑状况的了解，为更多的数据分组找到通往目的地的路由。性能分析和仿真结果验证了MOLSR-TM的有效性和对OLSR算法性能的提升。与第二章的多信道自适应算法不同，第三章重点研究了多径路由。多径路由是指寻找并使用多条路径来传送数据分组，它的主要优点是：增加会话的带宽和系统吞吐率，减少单个路径上的业务突发性和分组时延，更好地适应信道质量的变化，增加会话连接的可靠性。针对以表驱动路由算法为基础的并发多径路由研究较少的问题，本文以OLSR为基础，提出了能够生成多条不相交路径的多重Dijkstra算法，设计了在控制分组中捎带节点负载信息的路由信息交换方式，并创造性地使用源路由机制来分离路径以减轻路由耦合影响，由此得到了一种新的并发多径表驱动路由算法—SBMTR(Sourcerouting-BasedMultipathTable-drivenRouting)，并从数学推导、性能分析和仿真实验等环节中进行了验证：SBMTR在吞吐率、分组端到端时延和分组传送成功率等性能上优于同类的单径路由算法。第四章将关注的重心转向按需路由算法及协议。按需路由算法(协议)也被称为反应式路由算法(协议)，它采用按需的路由发现机制，在需要传送的数据分组没有路由通往目的地的情况下，节点发起路由查找过程，如果找到路由则使用并维护它，分组传送完之后删除路由。按需机制没有周期性的控制分组全网广播操作，减少了开销，但寻路过程增加了时延。AODV中设计了一种可选的HELLO消息机制，能够为节点提供本地连接性信息，有利于路由，但带来了一定的开销，本章为了减少HELLO消息机制的开销，运用跨层设计的方法设计了一种新的HELLO消息机制，在此基础上提出了一种新的基于跨层设计的按需路由协议—CLAODV(Cross-LayerAdhocOn-demandDistanceVectorroutingprotocol)，该协议以AODV路由协议为原型，用跨层协同的思路重新设计了HELLO消息机制，在保证其功能的前提下显著减少了开销，达到了既缩短寻路时延，又提高协议效率的效果。第五章继续研究按需路由协议，针对同频共享无线信道中的隐藏/暴露终端问题，同时根据AODV路由协议中节点发送数据分组和部分控制分组时使用单播方式的特点，设计了一种跨网络、MAC和物理三层的信息共享和协同操作的方法，结合使用这种方法和智能天线，能够实现单播分组的定向发送和广播分组的全向发送，由此提出了一种新的基于跨层设计的按需定向路由协议—CAODR(Cross-layerAdhocOn-demandDirectionalRoutingprotocol)。CAODR通过跨层定向操作，成功减少了隐藏终端引起的分组碰撞和暴露终端引起的节点不必要等待，增加了网络的可用带宽。性能分析和仿真试验表明了CAODR在端到端时延、吞吐率等方面具有优良的性能。为了实现优势互补，第六章将表驱动和按需路由算法融合在一起研究，针对AODV算法寻路阶段泛洪开销大的问题，设计了一种改进的MPR泛洪机制来改善它，并对HELLO消息机制进行了扩展，同时也改进了RREP的处理方式，从而增加了节点所获得的有效路由信息。在以上研究的基础上，提出了一种新的基于MPR泛洪的按需路由算法—MBOR(MPR-flooding-BasedOn-demandRouting)。MBOR在寻路时的全网泛洪开销被改进的MPR机制有效减少；通过改进的HELLO消息机制，节点可以直接掌握两跳内所有邻居节点的情况；在路由查找过程中对路由答复分组的充分利用增加了节点的路由信息，为寻路带来方便。理论分析表明MBOR优于经典的按需路由算法，并从数学推导、性能分析和仿真试验中得到了验证。最后，第七章对全文进行了总结，回顾了前面所述的研究工作，并根据目前的情况对未来的研究方向做了展望。4.会议论文施璇.刘凯移动AdHoc网络中基于竞争的地理位置路由算法2008基于贪婪竞争转发和局部路由恢复策略，提出了一种适于移动AdHoc网络的地理位置路由(CGR)算法。贪婪竞争转发策略包括基本模式争扩展模式。在基本模式中，节点以竞争方式转发数据包。源节点或中间节点(即上游节点)广播数据包后，位于数据包转发城内的节点(即候选节点)等待一