【摘要】：移動自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hoc network,MANET)作為一個無中心基站且節(jié)點隨機移動的無線通信網(wǎng)絡(luò),其拓撲結(jié)構(gòu)無規(guī)則變化以及節(jié)點能量有限的特性使得路由協(xié)議設(shè)計成為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問題。而作為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中按需路由協(xié)議的代表,AODV協(xié)議雖然能夠在網(wǎng)絡(luò)中迅速建立一條路由,但是由于節(jié)點能量有限并且拓撲結(jié)構(gòu)頻繁發(fā)生變化,建立的路由隨時可能發(fā)生斷裂,影響網(wǎng)絡(luò)的性能,因此對AODV協(xié)議的研究顯得非常有意義。論文首先對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀進行了闡述;接著介紹了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的主要分類,并對不同分類下的參數(shù)和性能進行比較,然后對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的按需距離矢量路由(Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing,AODV)的幀格式和工作機制進行了比較細致的分析;最后對經(jīng)典的AODV協(xié)議進行了改進。第一種方案,因為傳統(tǒng)的AODV協(xié)議只有一條通信鏈路,當該條鏈路發(fā)生斷裂后就需要重新執(zhí)行路由發(fā)現(xiàn)過程,這將嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。本文研究了智能選擇主備份路由的AODV協(xié)議(Smart Selection of Primary and Backup for Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing,SSPB-AODV),通過增加一條備份路由,并且通過對歷史數(shù)據(jù)進行分析,智能的選擇切換路由還是修復路由:即對于主路由,當發(fā)生路由中斷時,會根據(jù)歷史數(shù)據(jù)選擇局部修復還是切換到備份路由;而對于備份路由,在路由發(fā)生斷開后,會根據(jù)歷史數(shù)據(jù)選擇是修復路由還是向源節(jié)點發(fā)出路由錯誤由源節(jié)點進行處理。在NS2下的仿真實驗表明,SSPB算法提高了分組投遞率,減少了端到端的時延、路由發(fā)起頻率和路由開銷。第二種方案,由于在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中,帶寬和能量都是極其有限的,這就要求路由協(xié)議的設(shè)計要將能量和負載狀況納入考量范圍。本文研究了一種基于跳數(shù)代價衡量能量及負載的AODV協(xié)議(Measure Energy and Load Based on Hop Cost,EL-AODV),把節(jié)點的剩余能量和負載以跳數(shù)代價的形式表示出來,并結(jié)合鏈路本身的跳數(shù),選擇總跳數(shù)最小的鏈路作為通信鏈路,這樣減少了在剩余能量小且擁塞嚴重的節(jié)點上創(chuàng)建路由,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)中的能量并均衡了網(wǎng)絡(luò)中的負載,提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。根據(jù)NS2的仿真結(jié)果可得,EL-AODV協(xié)議提高了網(wǎng)絡(luò)的分組投遞率和節(jié)點的剩余能量,減少了端到端的時延和路由開銷。
[Abstract]:Mobile ad hoc network (Mobile Ad Hoc network,MANET) as a wireless communication network with no central base station and random movement of nodes, The irregular change of topology and the limited energy of nodes make routing protocol design a key problem in Ad Hoc networks. As the representative of on-demand routing protocol in Ad Hoc network, AODV protocol can quickly establish a route in the network, but because of the limited energy of nodes and frequent changes in topology, the established route may break at any time. It affects the performance of the network, so the research on AODV protocol is very meaningful. Firstly, the research background and development status of Ad Hoc network routing protocol are described in this paper. Then the main classification of Ad Hoc network routing protocol is introduced, and the parameters and performance of different categories are compared, and then the on-demand distance vector routing (Ad Hoc On-demand Distance Vector Routing, in Ad Hoc network is compared. The frame format and working mechanism of AODV) are analyzed in detail. Finally, the classical AODV protocol is improved. The first scheme, because the traditional AODV protocol has only one communication link, needs to rerun the routing discovery process when the link breaks, which will seriously affect the performance of the network. In this paper, the AODV protocol (Smart Selection of Primary and Backup for Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing,SSPB-AODV, which intelligently selects the main backup route, is studied. By adding a backup route, and by analyzing the historical data, Intelligent choice of switching route or repair route: for the main route, when the route is interrupted, the local repair or switching to the backup route will be selected according to the historical data; For backup routing, after the route is disconnected, whether to fix the route or send a routing error to the source node is processed by the source node according to the historical data. The simulation results under NS2 show that the SSPB algorithm improves the packet delivery rate, reduces the end-to-end delay, routing initiation frequency and routing overhead. The second scheme, because the bandwidth and energy are extremely limited in Ad Hoc networks, requires the design of routing protocols to take energy and load conditions into account. In this paper, a AODV protocol (Measure Energy and Load Based on Hop Cost,EL-AODV based on hop cost to measure energy and load is studied, which represents the residual energy and load of nodes in the form of hop cost, and combines the hop number of the link itself. The link with the smallest total hops is selected as the communication link, which reduces the creation of routing on the nodes with small remaining energy and serious congestion, optimizes the energy in the network and balances the load in the network, and improves the performance of the network. According to the simulation results of NS2, the EL-AODV protocol improves the packet delivery rate and the residual energy of the nodes, and reduces the end-to-end delay and routing overhead.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5;TN915.04

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本文編號：2484531