基于DSR协议的Ad Hoc网络节能平衡路由协议

【摘要】： 移动Ad Hoc网络是一种多跳的、分布式的、无中心的自组织网络。Ad Hoc网络不依赖于固定基础设施,抗毁性强,组网便利,因此被广泛应用于军事、抢险救灾、探测及个人通信等领域。然而,Ad Hoc网络中节点的能量极其有限,因此节能路由协议的研究成为了热点之一。 现有的节能路由协议大都过度的追求最小化总传输能量或最大化网络生存期,却忽略了网络的其它因素,往往会导致网络其它性能的降低。因此,本文基于DSR协议提出了一种新型的节能平衡路由协议PAB-DSR(Power-Aware and Balanced DynamicSource Routing Protocol)。该协议综合考虑了节点剩余生命期、路由负载、路由跳数、网络时延等四个因素,并为每个因素都引入了代价函数,然后通过综合这些因素生成了一个总的平衡代价函数。算法在选择路由的时候会优先选择代价最小的路由,从而使得协议在延长网络生存期的同时也平衡了网络的其它性能。根据算法,本文从数据结构、路由发现等方面对PAB-DSR协议进行了详细设计。 此外,本文在NS2环境下实现了PAB-DSR协议,并在该环境下对DSR和PAB-DSR协议进行了模拟实验。仿真实验结果表明:与DSR协议相比,PAB-DSR协议能显著延长网络生存时间,并且在分组投递率、端到端平均时延以及路由负载等方面都有一定的改善。 【关键词】：Ad Hoc网络 路由协议 DSR PAB-DSR 节能 平衡
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 图表目录8-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 引言9
• 1.2 Ad Hoc网络简介9-13
• 1.2.1 Ad Hoc网络的发展历史9-10
• 1.2.2 Ad Hoc网络的定义10
• 1.2.3 Ad Hoc网络的特点10-11
• 1.2.4 Ad Hoc网络的结构11-12
• 1.2.5 Ad Hoc网络的研究热点12-13
• 1.3 论文的研究内容13
• 1.4 论文的结构安排13-14
• 2 Ad Hoc 网络路由协议14-25
• 2.1 路由协议概述14-15
• 2.1.1 Ad Hoc网络路由协议的要求14
• 2.1.2 Ad Hoc网络路由协议与OSI网络参考模型14-15
• 2.2 路由协议分类15-17
• 2.2.1 按网络逻辑视图16
• 2.2.2 按路由发现的驱动方式16-17
• 2.3 典型的Ad Hoc路由协议17-20
• 2.3.1 表驱动路由协议17-18
• 2.3.2 按需路由协议18-19
• 2.3.3 混合路由协议19
• 2.3.4 路由协议比较19-20
• 2.4 DSR路由协议20-23
• 2.4.1 DSR路由协议的基本原理20-23
• 2.4.2 DSR协议的优缺点23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 节能路由协议25-30
• 3.1 节能路由协议的度量25-26
• 3.1.1 传送报文所需的最小能量25
• 3.1.2 最大化网络分裂时间25-26
• 3.1.3 最小化节点间能量差异26
• 3.1.4 最小化每个分组的代价26
• 3.1.5 最小化最大节点代价26
• 3.2 最小化总传输能量的节能路由协议26-27
• 3.2.1 MPR协议26-27
• 3.2.2 PARO协议27
• 3.2.3 COMPOW协议27
• 3.3 最大化网络生存期的节能协议27-29
• 3.3.1 DSR-ERP协议27-28
• 3.3.2 MBCR协议28
• 3.3.3 MMBCR协议28
• 3.3.4 CMMBCR协议28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 基于 DSR协议的一种节能平衡路由协议 PAB-DSR30-47
• 4.1 节能平衡路由协议的提出30
• 4.2 节能平衡路由算法的基本思想30-34
• 4.2.1 考虑节点剩余生命期的因素30-32
• 4.2.2 考虑路由跳数的因素32
• 4.2.3 考虑路由负载的因素32-33
• 4.2.4 考虑网络时延的因素33
• 4.2.5 算法综合33-34
• 4.3 算法详细设计34-40
• 4.3.1 重要的数据结构34-37
• 4.3.2 PAB-DSR协议的路由发现机制37-39
• 4.3.3 PAB-DSR协议的路由维护机制39-40
• 4.4 算法实现40-46
• 4.4.1 PAB_DSR协议的数据结构40-41
• 4.4.2 PAB_DSR协议的实现41-46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 仿真实验47-63
• 5.1 NS2网络仿真简介47-52
• 5.1.1 NS2概述47
• 5.1.2 NS2的结构和原理47-49
• 5.1.3 NS2的安装49
• 5.1.4 NS2的网络仿真过程49-51
• 5.1.5 NS2的能量模型51
• 5.1.6 NS2的移动节点模型51-52
• 5.2 重要仿真步骤52-57
• 5.2.1 PAB_DSR协议的实现52
• 5.2.2 TCL仿真脚本52-55
• 5.2.3 运动场景的生成55
• 5.2.4 仿真过程的显示55-56
• 5.2.5 Trace文件的格式56-57
• 5.3 仿真结果及分析57-62
• 5.3.1 评价标准57
• 5.3.2 评价标准的计算方法57-58
• 5.3.3 仿真结果分析58-62
• 5.4 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

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