无线网格网络中动态源路由协议的研究

摘要

无线网格网络(Wireless Mesh Network),简称WMN,是一种新型的无线通信网络,它可以看成是一种特殊WLAN(无线局域网),除移动性较低外,无线网格网络本质上是一种Ad hoc网络。网络仿真软件NS-2是最流行的进行网络模拟的软件之一,是一个面向对象的、离散事件驱动的网络环境模拟器,主要用于解决网络研究方面的问题。它使用Otcl和C++两种编程语言,具体协议的模拟和实现使用C++编程语言,网络环境的布置则使用Otcl语言。
　　本文主要研究无线网格网络的路由协议,并对协议的性能进行模拟仿真。主要工作概括如下:
　　首先,介绍了无线网格网络的起源、比较了无线网格网络与WLAN、MANET以及蜂窝移动通信系统之间的异同,并对其协议研究的基础问题进行简单阐述;
　　然后,介绍了无线网格网络的三种类型的路由协议:先验式路由协议、反应式路由协议和混合式路由协议。比较三种路由协议(DSR、AODV、DSDV)的性能后得知:DSDV在节点运动速率小的情况下性能良好,随着节点速率的提高而变得不能收敛,因此DSDV适合于网络规模小且节点移动速度较低的场合。AODV对移动性和业务量的适应能力较强,适合于中小规模、业务源发包率较低的场合。DSR能较好地适应网络拓扑快速变化的场合,其不足是对路由需求的反应较慢。最终选取动态源路由协议作为本论文算法研究的平台。
　　紧接着,重点介绍了动态源路由协议的工作过程,并对其进行了部分改进:先通过中间节点的路由信息表存储,共享网络中的路由信息;再通过移动节点的RREQ信号识别,感知自身的位置变化,通过与存储路径信息的中间节点进行信息交换,获得最优路径。
　　最后,研究了应用于动态源路由协议的路由参数:ETX(Expected Number of Transmission)、WCETT(Weighted Cumulative Expected Transmission Time),HOP(Minimum Hop Counts)等,设计了新的路由参数O-WCETT(Optimization of WCETT),并对使用不同参数的动态源路由协议进行了仿真对比试验。
　　仿真结果表明,在相同的无线传输和网络规模条件下,使用新路由参数O-WCETT的动态源路由协议使得网络的分组投递率性能更高,端到端平均时延和路由开销都明显减小,并且随着节点移动速度的加快,使用该参数的动态源路由协议带来的网络性能改善更为显著。

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主要符号对照表

第一章 绪论

1.1 无线网格网络简介

1.2 无线网格网络路由协议

1.3 DSR协议研究现状及存在的问题

1.4 无线网格网络的应用

1.5 本论文主要研究内容

第二章 无线网格网络路由协议研究

2.1 先验式路由协议

2.2 反应式路由协议

2.3 混合式路由协议

2.4 几种典型的路由协议性能比较

2.5 本章小结

第三章 无线网格网络中DSR协议的设计

3.1 引言

3.2 动态源路由协议设计

3.3 动态源路由协议优化

3.4 本章小结

第四章 链路状态路由参数在DSR协议中的应用设计

4.1 引言

4.2 路由参数设计

4.3 基于Hop-Count参数的设计

4.4 基于链路状态参数的路由设计

4.5 本章小结

第五章 系统仿真与性能分析

5.1 引言

5.2 NS仿真软件

5.3 基于不同路由参数的WMN系统仿真

5.4 本章小结

第六章 总结

6.1 本文主要研究工作及结论

6.2 后续研究展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文